

2000万 - 1000万年前
伊豆は本州から南に数百km隔たった海底火山群だった。これら海底火山の噴出物が海底に積み重なって形成された地層は、古い順に仁科層群、湯ヶ島層群と呼ぶ。
1000万 - 200万年前
伊豆全体が浅い海となり、火山島になった火山もあった。この時期の噴出物で形成された地層を白浜層群と呼ぶ。
200万 - 100万年前
伊豆が本州に衝突して合体しようとしていた時期。この時初めて伊豆の大部分が陸地となり、以後はすべての火山が陸上で噴火するようになった。 この時期以降の堆積物を熱海層群と呼ぶ。
60万年前
本州から突き出た半島となる。この頃に天城山や達磨山などの大型火山ができた。
60万年前 - 20万年前
ほぼ現在の姿になる。
20万年前 - 現在
20万年前頃になると、箱根火山を除き、他の火山は活動を停止し、単成火山で構成される伊豆東部火山群が活動を始める。
伊豆半島の地殻はフィリピン海プレートの最北端部に位置しており、この海洋プレートが北上することによって本州側の北アメリカプレートを押し上げている。そのため、伊豆東部火山群に関連したマグマの活動によって、局所的に群発地震がしばしば起こる。古くは火山島であったこともあり、各地に温泉が湧く。半島は伊豆諸島の島々と同様、元はフィリピン海プレート上の南方で生まれた島であり、そのことから、植物相は本州島とは異なる南方系を形成している。
全域にわたって山地が大部分を占め、平坦地は少ない。市街地は狭く、海岸沿いの低地や谷に住宅が集まり、一面の田畑といった光景も見られない。東岸は三浦半島と共に相模灘を囲み、西岸には駿河湾がある。最南端は石廊崎であり太平洋を臨む。フィリピン海プレートの東端に載る伊豆諸島や小笠原諸島から沖縄県の各諸島までの海域は、太平洋の一海域であるフィリピン海の一部である。
