中國三大半島之一。位於遼寧省南部，由千山山脈向西南延伸到海洋中所構成。半島南端老鐵山隔渤海海峽，和山東半島遙相接應，形成渤海和黃海的分界。北部可以鴨綠江口和大清河口聯線為界，習慣上包括沈丹鐵路以西到渾河、大遼河地區，介於北緯38°43′～41°40′，東經121°10′～124°20′。面積約3.7萬餘平方公裡。
地質與地貌 半島地質構造屬中朝準地臺膠遼臺隆北部。複縣以北廣廣泛分佈片麻巖、板巖、大理巖、白雲巖等基底變質巖系和花崗巖；以南分佈震旦紀和下古生代石英巖、板巖、頁巖和石灰巖。中生代燕山運動發生褶皺和斷裂。白堊紀後期全區隆起，下遼河、渤海斷陷，奠定瞭遼東半島現代地貌的地質基礎，與此同時花崗巖廣泛侵入。第三紀初準平原化。在喜馬拉雅運動中，遼東半島發生廣泛的拗曲、斷塊、隆升和巖漿噴發。中更新世後期，渤海海峽斷裂陷落，與山東半島分開而形成遼東半島。地貌上成為和長白山地相連的低山丘陵。
千山山脈構成半島的脊梁，屬於新華夏系隆起帶的一部分，北起連山關，南到老鐵山，長約340公裡，一般海拔不到500米。鞍山東郊的千山平均海拔400米，由花崗巖構成，是東北三大名山之一。到蓋縣、莊河，山勢漸增，主峰步雲山海拔1131米。向西南地勢逐漸，形成和緩的丘陵，金縣大黑山664米，到最南端的老鐵山465米。千山山脈將遼東半島分成兩大斜面，東南坡較平緩，有大洋河、英那河、碧流河、大沙河等較長水系，註入黃海。西北坡較陡峻，有大清河、熊嶽河、復州河等較短水系，註入渤海。遼東半島年徑流深不到400毫米，徑流系數多為40％，夏季流量占全年65％，水位漲落迅速。成層地貌發育，海岸類型復雜。一般30米及其以上為剝蝕階地，15～20米的階地上多有黃土狀堆積物，10米以下以堆積階地為主。遼東半島海岸線長千餘公裡，沿岸有長山列島（見長海縣）等幾百座島嶼，絕大部分分佈在黃海。鴨綠江口到大洋河為淤泥質平原海岸，大洋河到大沙河為基巖淤泥海岸，長興島到西崴子為基巖砂礫海岸，大沙河到長興島為典型基巖港灣海岸，岬灣曲折，有大連灣、旅順口等良港。
氣候與動植物 半島位於暖溫帶北部。太陽年輻射總量500～640千焦耳／平方厘米。年均溫8～10℃，最熱月均溫24～25℃，最冷月-10～-5℃，10℃以上活動積溫3200～3800℃，無霜期160～215天。年均降水量550～900毫米，60％集中夏季，屬半濕潤氣候。地帶性植被為落葉闊葉林，主要樹種有赤松、麻櫟、栓皮櫟、檞櫟等，林間灌木主要有崖椒、胡枝子、照白杜鵑等，半島南端的老鐵山是候鳥遷飛必經之地(見老鐵山自然保護區)，附近的蛇島（見蛇島自然保護區）棲息大量蝮蛇，1980年均被列為中國自然保護區。
遼東半島天然林極少，多為人工林、果園、蠶場和灌叢。土壤以棕壤為主，河谷低地為草甸土，濱海有鹽土分佈。
經濟概況 遼東半島為兩茬作物和果樹生長提供瞭良好的條件。現已成為果樹、柞蠶和花生的主要產區。半島又有多種金屬礦床，有鞍山和本溪鋼鐵、大石橋鎂礦、遼南建材等工業。半島岸線長，灘塗廣闊，島嶼眾多。沿岸還有制鹽、蘆葦加工等工業，另有漁業和淺海水產（如海參，鮑魚，扇貝等）養殖業。
長達375公裡的沈（陽）—大（連）高速公路縱貫半島，使半島上的內陸機場、港口都有瞭開放的通道。
半島最南端的旅順已辟為綜合性風景名勝區。