唐山国际旅游岛位于唐山市东南部渤海之滨，主由菩提岛、月岛、祥云岛和北侧陆域及管辖海域组成（又名三岛、旅游岛、打网港、月坨岛、石臼坨、十九坨）。其地质地貌的形成原因主要源于渤海湾的泥沙淤积和地质演化过程。

唐山国际旅游岛位于渤海湾西北部，属于滦河三角洲外缘的冲积岛或沙岛。滦河历史上的多次改道使河流携带的大量泥沙在入海口附近沉积，加上渤海湾潮流、波浪的搬运与堆积作用，逐渐形成水下沙洲。海水带来的泥沙为岛屿形成提供物质基础，同时又因周边区域（包括岛屿初期的低平地带）容易因盐分积累而形成“盐盘”，经长期淤积露出海面。后期，滦河等河流携带的大量泥沙在此沉积，便形成了沙丘。

“盐盘”（即盐滩、盐碱地）是渤海湾沿岸常见的地貌，由海水长期浸渍、蒸发后盐分富集形成。据《乐亭县志》记载，乐亭唐山国际旅游岛所在的区域，历史上受海水进退影响显著，年平均潮差约为2.5米，岛屿形成过程中，泥沙沉积与海水的周期性淹没及退去逐渐形成如今的岛屿。

中国科学院地理研究所1978年对滦河三角洲及其邻近地区进行野外调查，通过钻孔对沉积物的分析和C14测定，发现自旧石器时代晚期以来，滦河入海泥沙先后形成新石器时期、战汉时期、辽、明及近代五个阶段三角洲堆积体。

唐山国际旅游岛北的老滦河（滦河故道），以冲积平原上的汀流河为顶点，其泥沙经由大清河、长河和湖林河分流入海，建立了距今三千四百年以前的规模最大的主体三角洲，并在三角洲前缘形成唐山国际旅游岛的基础——打网岗、月坨、石臼坨等滨岸沙丘。

1979年，唐山国际旅游岛周边区域开渠道时，在二至二点五米以下的海相沉积中，发现有与今海岸近于平行的古贝壳堤，经C14测定，其年代距今四千年左右。