呼伦湖是地壳运动形成的构造湖，呼伦湖是海拉尔盆地的最低部位。呼伦湖地区位于湖泊冲积平原。湖盆不深，周边没有起伏。地层大部分被第四纪沉积物覆盖。该区地貌可分为湖盆、低山丘陵、湖滨平原和冲积平原、河谷泛滥平原和高平原。

呼伦湖西岸是群山和陡峭的悬崖；东岸和南岸平坦开阔。湖底为泥底，地势平坦，多为细砾石层。湖周围有许多沼泽、典型的草原和草甸草原。湖滨部分有现代沙滩，组成颗粒均匀圆润，地形慢慢向湖盆倾斜。

两千五百万年前，由于地壳运动的作用，原来的呼伦湖移到了乌尔逊河以东的回河。大约200 ~ 300万年前，随着地壳的不断挤压，在今天的湖区东西两侧产生了两条由北向东的大断层。因此，呼伦湖地区成为该地区最低的地区，原来的呼伦湖从乌尔逊河以东移回到现在的位置。