Эта дуга образована о-вами: Моротаи, Хальмахера, Тернате, Тидоре, Моти, Макиан, Касирута, Бачан, Мандиоли. Они представляют собой двойную островную дугу дл. 750 км и шир. 200 км, которая с западной стороны ограничена слабо выраженным желобом с максимальной глубиной 4970 м. Дуга относительно высоко приподнята, отметки древнего основания в ней более 1500 м. Внешняя зона дуги образована восточной частью о-ва Хальмахера, внутренняя — о-вом Моротаи, северной частью о-ва Хальмахера, мелкими о-вами западнее его. Внутренняя и внешняя зоны разделяются грабеном, протягивающимся через о-в Хальмахера, по зал. Кау на севере и зал. Веда на юге. Таким образом, Северо-Молуккская дуга сопровождается желобом с внутренней стороны. В этом ее сходство с остальными дугами Австралазийской системы. Вулканический молодой пояс наложен на внутреннюю зону дуги. Он протягивается по о-ву Моротаи, по северной части о-ва Хальмахера, по мелким о-вам западнее его. На о-ве Моротаи вулканизм прекратился в раннем плейстоцене.
