大鵬灣是個潟湖，是臺灣唯一「單口」囊狀潟湖。何謂潟湖？潟湖是指由離岸沙洲與海岸間部分被攔之海水所圍成的水域，也就是俗稱的內海。內海裡的水是海水，藉著沙洲的缺口，與外海的水互相流通，進行交換。因為大鵬灣潟湖面積廣達532公頃，卻只有一個缺口，也就是唯一的出海口，正位於鵬灣開啟景觀橋(鵬灣跨海大橋)下方，故稱為「單口」潟湖。單口使得內外海的海水交換率偏低，再加上大鵬灣目前又沒有任何溪流注入灣域稀釋海水濃度，因此檢驗的結果，潟湖內的水竟然比外海的水還要鹹！從空中鳥瞰這一片廣大水域，形狀如囊袋，因此稱大鵬灣潟湖為單口囊狀潟湖。潟湖水深約2-6公尺，水域長約3,500公尺，寬約1,800公尺，坐船繞行一圈約30-40分鐘。
大鵬灣形成原因為早年東港溪和林邊溪自上游夾帶泥沙入海後，經海流漂送與季風作用，形成一長條狀的砂嘴沉積地形，由陸上延伸入海中，即今日的南平半島，此砂嘴橫越海灣，幾乎將海灣全部封閉，因此自日據時期開始至今，為防止泥沙量過多封閉出海口，必須不定期疏濬灣域，以保持航道暢通。