地质构造 胶州湾位于鲁北隆起之海阳-高密坳陷和胶南隆起的过渡带， 太古代以来长期处于稳定上升，剥蚀夷平过程中，随着中生代以来胶东断陷盆地不断沉降，在前震旦系生麻岩基底上沉积一套火山岩系，火山碎屑岩系和沉积碎屑岩系，主要出露的有太古界，元古界，侏罗系，白垩系和第四系，红石崖以主要为变质岩，海湾北部，西北部以碎屑沉积岩为主，如营海以西和南辛附近的侏罗纪砾岩，砂砾岩，大浚旺，营海，阴岛附近的白垩砾岩，火山岩在该分布较多，其中尤以安山岩为主，安山岩主要分布在薛家岛地区，东大洋，女姑口一带则有火山砾岩等，岩浆岩主要分丰在本区的东南部的青岛市区，海西半岛及黄岛区，大致以即墨-流亭断裂为界呈北西-南西展布。主要为黑云母花岗岩，钾质花岗岩，中细粒花岩等。 青岛地区的断裂构造较为发育，主要断裂构造可分三组: (一)北北东向断裂，主要构造线方向之一，对胶州湾的形成和发育具有明显的控制作用，其中最明显的为即墨-流亭断裂，走向北东20度，北北东-南南西向延伸斜贯全区。(二)北东向断层，规模仅次于前者，红岛地区的晓阳林至前阳村方向的断层即为该组断层典型之一。(三)近东西向断层，主要在青岛西区部的中生代地层发育。 自然条件 胶州湾为一半封闭型海湾， 湾口最窄处自薛家岛北端至团岛南端仅2.5公里，湾内南北向最大长度约40公里，东西向最大宽度约28公里，面积约438平方公里，湾内宽阔开敞，自然条件有相对的独立性。 注入胶州湾的河流有漕汶河，岛耳河，洋河，南胶莱河，大沽河，桃源河，洪江河，石桥河，墨水河，白沙河，李村河等11条河流，长度大于30公里的共五条，流入胶州湾的河流以大沽河为最大， 其流量约占大沽河，墨水河，白沙河及洋河4条河总流量的85.6%， 大量的泥沙输入，在河口区造成较宽阔的河口三角洲，潮坪等地貌单元，上述诸河皆为季节性河流，汛期集中在7，8，9三个月。 胶州湾及其附近属暖温带季风气候区， 多年平均气温为12.2摄氏度， 8月平均25.5摄氏度，1月平均-1.2摄氏度。夏无酷暑，冬无严寒，平均降雨量775.6毫米，湾东部多雾，年平均雾日为50天，主要出现在秋末和冬季。 胶州湾的潮汐为典型的半日潮，平均潮差2.71米，最大潮差6.87米，涨潮历时小于落潮历时，潮流为往复半日潮流，涨潮流速大于涨潮流速。湾口流速大，团岛附近可达150厘米/秒，潮余流流速可大30厘米/秒。 湾内海浪以风浪为主， 冬季寒潮大风时，波高可达1.9米，平时海浪尺度较小，波高小于，等于0.5的年出现频率为80%以上。 胶州湾与外海交换情况良好， 半交换周期为5天。基本上为湍急交换，海湾东北部水域8流势强，西部较弱，后者不利于物质拆散。 胶州湾为一浅水海湾，总体上呈簸箕形直倾斜在湾口区又转而东倾斜，湾内平均水深7.0米，最大水深在湾口附近局部可达64米，湾内为51米，(在黄岛东南部的洼地)，海滩约占部面积的29.5%，0～5米浅水区占52.7%，上述两口面积占海湾总面积的82.2%，水深大于20米的深长区占总面积的5.4%，低潮线以下海底，除少数水道，沙脊外，一般为平缓地向湾中部倾斜，从大沽河河口和红岛南岸低潮线至海湾中部20米等深线之间，海湾平均坡度分别为2.0‰和2.１‰，湾口附近最大可达2.3‰。东侧为“沧口水道”，10米和15米等深线成开阔的沟谷形，沿北偏西方向向湾顶延伸，西侧为“前礁水道”，10米等深线沿北西方向向大沽河河口方向延伸，“中央水道”和“沧口水道”之间是一突出的高地，为“中央沙脊”，其上水深仅有四米，在三条水道的交汇处有一个“中砂”暗礁，成为大型舰船航行的潜在威胁，黄岛东南部有一南北方延伸的洼地， 长约12公里，宽约1公里，最大水深51米，海底坡度较陡，其东北部则毗邻浅滩， 浅滩顶部水深仅6米，两者之间形成局部对照性很强的海底，团岛两侧也有一呈北北东-南南西方向深槽，南端最大深达29米，(北面可联接沧口水道) ，深槽东侧有马蹄礁，白鸽石等大小礁石，马蹄礁出露面积较大，从红石崖到孤山，大沽河口到薛家岛北端和团岛到薛家岛北端沿红石崖至孤山方向，湾底坡度西缓东陡，水道，沙脊相间，水道以中央水道最深最宽，沿大沽河口至薛家岛北端方向，湾底坡度为西北缓，东南陡，西北方向湾顶处为大沽河入口处，在河口发育潮汐型隐三角洲，潮滩宽阔， 潮沟发育，湾顶潮滩最大宽度为8.5公里，东南部接近胶州湾口，水道深槽与浅滩高地相间，沿团岛到薛家岛北端方向，湾底坡度较大，海底地形陡峻，海峡的深槽偏向薛家岛一侧，其边坡南岸靠薛家岛一侧陡，平均坡度可达千分之30‰，北岸一侧海底相对平缓，平均坡度可达千分之16‰。 海底地貌 海滩及河口三角洲 因流放海湾的河流短小，入海物质少而细，加上潮汐作用强，故除个别河口外，三角洲皆不发育，甚至与毗连的海滩浑然一体，形态上有明显的三角洲特征，界线不易划分，相当于米阿尔分类中的潮汐三角洲，按其沉积物的粗细分为两类: 一为沙质海滩及河口三角洲，主要分布在红石崖至薛家岛之间，此外在孤山附近岸段也有分布， 其特点是海滩宽度较小，一般不大于2公里，沉积物以沙为主，杂以砾石，或粉沙，淤泥，高潮线附近有沿岸沙堤发育，但规模较小，二为粉沙淤泥质海滩(潮坪)及河口三角洲，分布在上述段以外的沿岸地区，其中特别是大沽河，洋河河口附的最为发育，其特点是沉积物以软泥或粉沙质软泥为主，自设法是线至低潮线方向物质略变粗，滩地宽阔平缓，其宽度可达5公里左右，大沽河口附近最在近8.5公里，海滩坡度小于千分之1，海滩上有大小潮沟发育。 水下岸坡及浅海堆积平原 指低潮线以下，下界至10～20米不等，基特点是海底地形平缓向海倾斜，沉积物主要来自附近的河流冲积积物及海岸冲蚀物，上半部以海浪作用为主，下半部以潮流作用为主，沉积物表层常用0.5～2.0厘米厚黄褐色氧化层，其下过渡到还原环境，其中常有黑色有机质斑块或条纹，生物洞穴可达0.5米深。 水下堆积谷地 主要指沧口水道，中央水道及前礁水道等水道区，这里是涨，落潮流的主要通道，沉积物多为粘土质粉沙等细粒物质，仅在南端与海峡区深水槽接壤处有沙，砾等粗粒物质沉积，这里处于冲刷-淤积交替而以淤泥为主的沉积环境。 水下侵蚀谷地 主要指海峡区深水槽，这里潮流流速大，最大流速可达150厘米/秒，海底侵蚀强烈，沉积物主要为砾石，石块等粗粒物质，局部地区基岩裸露。 水下侵蚀-堆积高地 主要指中央沙脊，这里不但受强烈的潮流作用(主要在南端)，而且受较强烈的海浪影响， 沉积物较粗，海底不断发生侵蚀-堆积，深积作用速度缓慢。 浅地层结构及基岩埋深 胶州湾为全新世海侵以来形成的浅水半封闭型海湾，周边陆地无大河流入，无丰富的泥沙供应，因此，湾内松散沉积厚度不大，根据钻孔和浅地层剖面测量资料，松散沉积物厚度一般为10～20米，最大厚度在沧口水道北部，可达26米，而在湾口附近厚度基本为零，基岩在露海底，根据自红石崖区分别向东北岸的徐家村方向和南部马蹄礁方向地层测量可知，湾内松散沉积物大致可以分为三层，即上部沙质淤泥质土层，中部为为亚粘土层，下部为沙砾层等，沙砾层的下部为风化岩，总厚讧般不大于20米，海湾基岩面起伏较小，南部志伏较大。