陰陽海形成的原因是因為在金瓜石的岩層中含有大量的黃鐵礦，而東北角又是屬於多雨的地區，在大量的雨水滲入礦石後，使礦石沾滿了氫氧化鐵，被染成黃褐色的礦水又流入海中，海水中含高量黃褐色的氫氧化鐵漂浮於海面，加上海灣的海水不易擴散，最後就形成了陰陽海這樣的特殊奇景。
台灣共有三處陰陽海景觀，第一處是在頭城鎮龜山島龜首處，第二處在新北市金山區的磺港，而第三處就是聞名世界的水湳洞陰陽海。