長島，亦稱廟島群島，長山列島。縱貫渤海海峽，劃黃、勃二海於東西，擔膠遼半島於南北。地理坐標：北緯37°53′30″—38°23′58″。東京120°35′38″—120°56′36″。北距遼寧省老鐵山角42.2公裏，南距山東省蓬萊角7公裏，占據渤海海峽五分之三的海麵。
群島由南長山島、北長山島、大黑山島、砣磯島、大欽島、北隍城島、南隍城島、廟島、小黑山島、小飲島（以上為有居民島）和大竹羊砣子島、牛砣子島、砣子島、車由島、鱉蓋山島、燒餅島、犁犋把島、魚鱗島、蠍應島、東嘴石島、坡礁島、馬槍石島、山嘴石島、小猴磯島、小高山島（以上為無居民島）32個島嶼組成。島陸總麵積為55.96平方公裏，島岸線總長146.14公裏。
諸島南部呈星散狀，北部呈條帶狀，南南西一北北東向展布。南北島距最長56.4公裏，東西島距最寬30.8公裏。
長島諸島在漫長的地質曆史中，幾經滄桑。這裏，雖然沒有它誕生、發展、變化的文字記載，但大自然的一舉一動，卻在海底、海岸打下了深深的烙印。當代的地質工作者，根據海底鑽探的地質標本、地質構造、岸線進退、泥沙運移、植物孢子花粉、奇特的海岸地貌、古生物化石和人類的古遺址，考察出長島諸島由來和演變。這些自然曆史的“年輪”，能夠告訴我們古老的長島所發生的一切。
早在幾億年前的古生代，長島諸島之間並非隔離，亦未“沉”於大海之中，它們與山東半島、遼東半島連結在一起，稱為“膠遼古陸”。
天荒地老，滄桑巨變。在距今1.4億年前的燕山運動中，古陸發生了一係列北北東向和北北西向的構造斷裂，隆起的“膠遼古陸”，遭到褶皺和錯動。
進入新生代，大地構造運動異常強烈。喜馬拉雅造山運動波及到此，產生了新的斷裂和褶皺，加劇了古陸的切割分離，現今的渤海地區凹陷下沉。同時，在蓬萊、大黑山島一帶，先後伴有岩漿的噴發。那時的渤海初具輪廓，長島諸島的形態與格局，始具雛形。
進入距今200萬年的最近一個地質年代——第四紀以來，全球氣候以寒暖更替為主要特征，導致海麵上升或下降，渤海、黃海幾經滄桑之變。僅從晚更新世（距今10萬年）以來，這裏就發生了3次較大的海侵和海退，渤海曾三起三落，長島也“三沉三浮”。
當末次冰期過後，氣候轉向間冰期的溫暖階段，這個“夏季”使兩極的冰蓋及高緯度的冰川大量消融，海水增加，海麵上升，滔滔河水溢過橫亙膠遼之間的低丘溝穀，湧進渤海，一直漫過津浦路，淹沒了滄州，這就是地質學家所稱的“滄州海侵”。滄州海侵，把“膠遼山陸”上的山丘分離“浮起”，長島諸島被孤於大海之中。原來以淡水生存的古寒帶動植物銷聲匿跡，而以海水生存的毛蚶、牡蠣、行禮蟲等卻在此“安家落戶”。
茫茫的海水占據渤海幾萬年。大約從7萬年前開始，大地驟寒、冰雪禁錮，禽獸消遁。這個“冬季”的到來，使以海水蒸發為來源的陸地降水大部分不能流回海洋。於是，兩極冰層體積增大，“玉木冰期”來臨了。海水退出渤海盆地，昔日被淹沒的海底，又見了青天。長島港島與膠遼大地連成一片，成為陸地的山丘。那時海平麵的高度要比現在低100多米，人們可步行到朝鮮、日本和我國台灣。
寒冷的“冬季”到距今大約三四萬年前才再次轉暖，新的海侵又發生了。這次海侵的規模比前一次更大，海侵一直擴展到河北的獻縣，長島隻有少數山頭出露水麵，因此，稱“獻縣海侵”。此次海侵之後，地球氣候仍受寒冷控製，以海退為普遍形式。喜寒的大型哺乳動物，如猛獁象、披毛犀等來到渤海沼澤區域活動。