三浦半島は2000万年から1500万年前に
太平洋の深海底で
太平洋プレート上に降り積もった
堆積物に由来する。太平洋プレートが
海溝において大陸プレートの下に沈み込む際に堆積物は剥離して積み上がり(このような地質構造を
付加体という)、約50万年前には海面上まで隆起し、三浦半島や
房総半島のもととなった。この後、北上する
フィリピン海プレート上の
伊豆半島が日本列島に衝突したエネルギーで、三浦半島は時計回りに回転し現在の形状となった。隆起は現在も続いており、
関東大震災の折には城ヶ島周辺の広い範囲で海岸線が数メートル隆起している。地質的にはほぼ全域が
第三紀層に属する。またおよそ西北西 - 東南東方向に走る衣笠断層帯、北武断層群、武山断層帯、引橋断層の4箇所の
活断層が存在し、三浦半島断層群と呼ばれる。植生は
常緑広葉樹林。