คาบสมุทรอิซุเกิดขึ้นจากการชนกันระหว่างแผ่นเปลือกโลกทะเลฟิลิปปินส์กับแผ่นเปลือกโลกโอค็อตสค์ที่ช่องแคบนังไก โดยที่แผ่นเปลือกโลกทะเลฟิลิปปินส์ แผ่นเปลือกโลกอามูเรียน และแผ่นเปลือกโลกโอค็อตสค์ จะมาบรรจบกันที่ภูเขาไฟฟูจิ

พื้นที่ด้านใต้ของคาบสมุทรประกอบด้วยพื้นหินกรวดเหลี่ยม ขณะที่พื้นที่ตรงกลางและด้านเหนือประกอบด้วยภูเขาไฟที่พังทลายไปมาก กลางคาบสมุทรมีเทือกเขาอามางิ ซึ่งมีภูเขาอามางิและภูเขาอาตามิอยู่ทางด้านตะวันออก และภูเขาดารูมะทางด้านตะวันตก ปลายด้านตะวันออกและตะวันตกของเทือกเขายื่นออกไปใต้ทะเลในอ่าวซางามิและอ่าวซูรูงะ แม่น้ำสายหลักในพื้นที่คาบสมุทรคือ แม่น้ำคาโนะ ทางตอนเหนือของคาบสมุทร ซึ่งไหลผ่านหุบเขากราเบนที่เกิดจากแผ่นเปลือกโลกแปรสัณฐาน

เนื่องด้วยโครงสร้างและกระบวนการทางธรณีวิทยา ทำให้พื้นที่คาบสมุทรเกิดแผ่นดินไหวหลายครั้ง และยังเกิดน้ำพุร้อนจำนวนมากในพื้นที่