Большая Удина - слегка усеченный правильный конус, глубоко рассеченный многочисленными барранкосами. С юга и востока конус вулкана осложнен 4 экструзивными куполами. Вулкан имеет двухъярусное строение.
Нижний ярус представлен щитоподобным массивом, на который насажена конусовидная постройка верхнего яруса. Он сложен гиперстеновыми и гиперстен-роговообманковыми андезитами и роговобманковыми дацитами. Формирование нижнего яруса закончилось до начала II фазы верхнечетвертичного оледенения.
Верхний ярус формировался после длительного перерыва. Он образован: (1) андезибазальтовой толщей, (2) толщей гиперстеновых андезитов, (3) толщей двупироксеновых андезитов, (4) вершинной экструзией роговообманково-гиперстеновых андезитов. Образование андезибазальтовых и базальтовых лав, слагающих основание верхнего конуса, началось в конце межфазового перерыва верхнечетвертичного оледенения. Последнее проявление активности в течение второй фазы оледенения - выбросы пемз. Деятельность вулкана прекратилась несколько тысяч лет назад, вероятно, в верхнем голоцене. Самыми молодыми образованиями, связанными с вулканом, являются 4 экструзивных купола роговообманково-гиперстеновых и роговообманковых андезитов: Юго-восточный, Восточный, Шероховатый и Южный. Возраст куполов голоценовый.
Основание вулканической постройки - лавовый среднеплейстоценовый щит диаметром 9 км. На щит насажен стратовулкан; андезито-базальты, гиперстеновые и двупироксеновые андезиты. Вершина образована разрушенной экструзией роговообманковых андезитов, от которой спускаются короткие, но мощные лавовые потоки.

Тимербаева К.М. Петрология Ключевских вулканов на Камчатке / Отв. ред. Богоявленская Г.Е. М.: Наука. 1967. № 25. 209 с.