据说在30亿年前，辽东半岛像世界其他淹伏地区一样，淹伏在海洋下面。随着地壳运动演化，多次发生海底火山喷发，形成一些火山沉积岩系，堆积形成岛屿。
距今6亿年前的晚元古代末期，陆表海沉积区曾有过短暂的平稳抬升，形成广袤平原环境。此间，辽东半岛持续上升，渤海地区由早第三纪的淡水河湖环境过渡到晚第三纪的湖海环境，河流作用逐渐减弱，湖泊逐渐加深。距今300万~200万年的第四纪以后，辽东半岛继续抬升，接受风化剥蚀。辽东半岛同世界其他地方一样，曾有过较大的冰川活动，几度被冰川覆盖。辽东半岛亚热带植物南迁，草本植物有所增加。[2] 由于世界性的冰川活动，海平面高度大幅度地或涨或落。冰期来临时，大洋水大量地转入陆地冰川，海面下降；冰川消融，冰川水回归海洋，海面回升。海平面的动荡，对黄渤海产生巨大影响。海面下降时，半岛两侧变成渤海湖、渤海洼地和黄海大平原，辽东半岛、山东半岛、朝鲜半岛及日本列岛相连，海面回升时，发生海进，渤海洼地和黄海大平原重新变为渤海和黄海海域，第四纪渤海共发生四次海退、四次海侵，最后一次海进发生在距今9000年。距今6000年至5000年前后，黄渤海海峡及渤海的地貌形态基本形成，辽东半岛海侵达到高峰。[2]
白垩纪后期辽东半岛地层隆起，下辽河、渤海地层断陷，奠定了辽东半岛现代地貌的地质基础。第三纪初，胶辽古陆上发生了喜马拉雅造山运动，当时的辽东半岛地区发生了广泛的拗曲、断块、隆升和岩浆喷发。中更新世后期，渤海海峡断裂陷落，与山东半岛分开而形成两个半岛。[3]
辽东半岛在辽宁省南部。辽河口与鸭绿江口连线以南，伸入黄海、渤海之间。整个半岛呈东北—西南走向，从北部的本溪连山关至南端的老铁山角，长达340千米，北宽150千米，面积2.94万平方千米，向南渐窄，南端为大连港，是中原与东北交流的必经之路之一，是中原与东北腹地相联系的纽带，半岛南端老铁山隔渤海海峡，和山东半岛遥相接应，形成渤海和黄海的分界。北部可以鸭绿江口和大清河口联线为界，习惯上包括沈丹铁路以西到浑河、大辽河地区。[4][5][6] 辽东半岛
辽东半岛的地理范围以辽河入海口和鸭绿江入海口的连线为界，以南地区为今称之为辽东半岛的范围。大体上包括大连市、营口市、鞍山市、丹东市、辽阳市的部分地区。“辽东半岛”这一名称是今人的称谓概念。