男鹿半島は約2000万年前までは大陸と地続きで、火山活動も活発でした。その後に起こった地殻変動により、約1500万年前には日本海が形成されました。当時の男鹿半島は浅い海の底にあり、その頃に堆積した地層や化石を西黒沢（にしくろさわ）海岸で見ることができます。その後は沈降が進み、男鹿半島は約1000万年前には2000m以上の深海の底に沈みました。その時の地層は鵜ノ崎（うのさき）海岸に露出しています。

やがて沈降から隆起に変わり陸地化しました。今から約1万年前には本州と地続きになりましたが、温暖化にともなう海進により島へと変貌。そして、再び本州とつながり、真ん中に八郎潟が海跡湖（かいせきこ）として残りました。日本海が形成され、本州と地続きになった男鹿半島は、約7000年前頃になると、海面が2〜3m高くなり、海水が陸地の奥深くに浸入して、島となりました。そして、本州とつながるも、中央に湖が残ったのです。

男鹿半島の海岸線は、この過程において形成された見どころがたくさんあるのです。

下仁田駅の南に連なる御岳（おんたけ）や大崩山（おおぐいやま）、四ツ又山（よつまたやま）といった山々がクリッペで、大崩山のふもとの「跡倉（あとぐら）クリッペのすべり面」ではその地層の境目を観察できます。

ほかにもクリッペを形成する際に地層が曲がった「大桑原の褶曲（しゅうきょく）」や、地層がひっくり返った「宮室（みやむろ）の逆転層」など、ダイナミックな地球の活動の痕跡を見ることができます。

また、マグマの通り道が冷えて固まり、硬い岩石が崩落した下部にあるのが世界遺産「富岡製糸場と絹産業遺産群」でもある「荒船風穴（あらふねふうけつ）」もこのエリアの見どころのひとつです。

かつてトキは、日本国内では本州や四国など広い地域に生息していました。しかし明治時代以降、農薬によってトキのエサとなる生物が減ったことや乱獲などから、絶滅の危機に瀕していました。国内最後のトキの生息地となったのが、棚田や自然が残る佐渡島でしたが、2003（平成15）年に国内最後のトキ「キン」が死んだことで日本産のトキは絶滅。現在飼育されているのは中国産のトキの子孫です。

銚子半島の最高地点は、南東部にある海抜73.6mの愛宕山で、周辺には愛宕山層群と呼ばれる約２億年前の地層が分布しています。愛宕山層群の上部には、白亜紀前期の堆積物である銚子層群があります。これは黒生以南の海岸に露出する約１億3000万～１億年前の地層で、礫岩、砂岩、泥岩からなります。

銚子層群は、アンモナイトやトリゴニアなど、恐竜時代の化石が多産することでも有名です。とくに犬吠埼（いぬぼうさき）は、浅海でのさまざまな堆積構造や太古の生物たちが生きていた跡（生痕化石）がよく観察できることから、2002（平成14）年３月、「犬吠埼の白亜紀浅海堆積物」として国の天然記念物に指定されています。

また、銚子の南の海岸線には、下総台地が海で削られた屏風ケ浦（びょうぶがうら）と呼ばれる海食崖（かいしょくがい）が約10㎞にわたり続きます。その断面には、最古が約300万年前の犬吠埼層群から香取層、関東ローム層までを観察できます。銚子には、このほかにもたくさんの見どころが集まっているのです。