因地壳运动被海水淹没形成现今的海峡，中间的庙岛群岛为地质时期的山脉。老铁山水道是渤海海峡的最深区域，南侧水深在60至80米之间，海底尽是沙烁海床，无威胁船舶航行的障碍物，适于大型船舶通行。
地震带与海峡地震.渤海海峡正好处在中国“郯庐—营口地震带”上，是地震极为活跃的地区。清朝康熙年间的1668年，在这个地震带上的山东郯城发生了8.5级特大地震，5万余人在地震中丧生；1975年2月4日，同样处于这个地震带上的辽宁海城县爆发了7.4级的海城大地震，虽然这次地震有有效预报，人员伤亡不大，