舟山群岛属华夏古陆一部分，古生代以来，长期处于隆起，至中生代受燕山运动后期影响，发生一系列北北东向、北西西向为主的断裂构造，形成地垒、地堑式断块升降，构成舟山群岛雒形。普陀山深受舟山群岛构造控制。舟山群岛属天台山脉向东北延伸部分，自第四纪以来，受气候冷暖交替变化和新构造运动影响，普陀山与大陆几度发生联合和分离的变化。
早更新世（距今180万年）鄱阳冰期，大陆海岸线外移，普陀山与大陆相连。之后，发生过到鄱阳冰期—大姑间冰期的海浸、大姑冰期和大姑—庐山间冰期的海浸。影响较大的是晚更新世早期（距今10万年前）庐山冰期之后，地球上气候变暖，一次规模较大的星轮虫海浸，浙江沿海深受影响，普陀山与大陆分离。4万年前，继之又发生规模更大海假轮虫海浸，普陀山之梅岑、白华、金沙、青鼓垒、龙头等主要山头受之海浸或海蚀。晚更新世晚期以来（距今2.5万年前）气候又转冷，发生大理冰期，海平面下降130—160米，海岸线至少在现代海岸300—400千米之外，普陀山又和大陆相连。全新世早期（距今8538年±120年），沿海又遭最大一次卷转虫海侵，入北母岸10—20千米处，普陀山最终与大陆分离，成为岛屿。现存普陀山海蚀地貌和海积地貌都是与大陆分离后由海洋作用形成的最年轻地貌现象。
中生代上侏罗中后期，浙闽东部是个庞大火山群，发生过海震，地心岩浆喷发和侵入，普陀山全岛几乎都为晚侏罗世火山活动第一旋回全盛期喷发物—流纹质熔结凝花岗岩覆盖。长年受海潮冲刷，风涛拍击，海生物腐蚀和岩壁升高或崩塌，造就普陀山特有的地质结构。[13]
普陀山行政管辖区，有普陀山、洛迦山、小洛迦山、豁沙山、小山洞五座岛，其中豁沙山、小洛迦山、小山洞属未开发的无人岛屿。有善财礁、新罗礁、虎啸礁三个明礁。
普陀山岛位于浙江省杭州湾口南缘，舟山群岛东部海域。北纬29°58′3″—30°02′3″，东经122°21′6″—122°24′9″。距渔港沈家门6.5千米。岛呈不规则菱形，南北长约6.7千米，东西宽约2.3千米，最宽处4.3千米，面积11.82平方千米（一说陆地面积12.52平方千米[2] ）。岛东端青鼓山临大海，北至龙头山，濒黄大洋；东北与葫芦岛相距1.65千米；西尽风洞嘴，隔莲花洋与舟山岛相距3.3千米；最南端观音跳山，隔普沈水道与朱家尖岛距2.5千米，周遭屈曲，岸线周长约22.5千米。[13]