堂ヶ島海岸の崖には、海底火山の噴火にともなう水底（すいてい）土石流と、その上に降り積もった軽石・火山灰層が見られます。

美しく折り重なる白い火山灰層は堂ヶ島の特徴的な景観を作り出しています。また、海岸の崖には、波がうがった洞窟（海食洞）である「天窓洞（てんそうどう）」（国指定天然記念物）があり、遊歩道や遊覧船から楽しむことができます。

遊覧船のりば奥にある堂ヶ島ピアドーム天窓からは堂ヶ島周辺のジオツアーに参加することもできます。