切萨皮克湾陨石坑位于北美洲，是由陨石撞击形成的地质构造。该陨石坑直径约为40公里，平均深度达1.3公里。由于外围有同心圆状的断层，其实际规模可达直径83公里。这一撞击事件发生在大约3550万年前的始新世晚期。切萨皮克湾陨石坑不仅是美国本土已知的最大撞击构造，也是全球保存完好的水下陨石坑之一。陨石坑形成后，沉积物不断积累，最终塑造了现今的切萨皮克湾。

在温暖的晚始新世时期，地平线较高，弗吉尼亚的潮汐地区处于沿海浅滩地带。当时，东海岸的北美地区覆盖着茂密的热带雨林，而大陆架水域则富含海洋生物，它们的微小贝壳沉积出厚厚的石灰岩层。石陨石以每秒约17.8千米的速度撞击地球，穿透地表沉积物并深入至花岗石基底岩石。陨石本身被完全汽化，导致基底岩石裂解至5英里深，并形成环形山脊。这个宽约24英里的深坑周围有一个平坦的平台状环形沟槽，外缘由倒塌的块状物构成环形断裂带。整个圆形坑洞直径约53英里，深约0.81英里，面积相当于罗德岛的两倍，深度接近大峡谷。然而，Collins等人通过数值模拟技术推断，撞击后的直径可能更接近25英里。撞击造成了巨大的破坏，USGS科学家David Powars描述了冲击波的影响：“几分钟内，数百万吨的水、沉积物和破碎的岩石被抛向数百英里外的大西洋沿岸。”一场巨大的海啸淹没了陆地，甚至可能到达蓝岭山脉。坑壁逐渐坍塌，扩大了坑洞，并在环形沟槽底部形成了巨石堆。随后，这些巨石被碎屑或角砾岩覆盖。整个石陨石事件，从最初的撞击到角砾岩沉积结束，仅持续了几小时或几天。在地质时间尺度上，0.75英里的角砾岩是一瞬间的沉积物。此后，坑洞被额外的沉积物床层掩埋，这些沉积物是在撞击后3500万年的时间里累积而成的。此次撞击被认为是北美洲玻璃陨石场的来源，包括乔治亚特玻璃陨石场和贝迪斯玻璃陨石场。

直到1983年之前，没有证据表明切萨皮克湾下方隐藏了一个大型陨石坑。首次发现的线索是在新泽西州大西洋城附近的一个钻孔中发现了厚约8英寸的一层喷发物，其中包括独特的玻璃珠——玻璃陨石以及受冲击的石英颗粒。1993年，石油勘探数据揭示了陨石坑的范围。

陨石坑内的砾石不断滑动，对当地河流的流动产生了持久性影响，并决定了切萨皮克湾的位置。陨石坑造成的长期地形凹陷有助于确定当地河流的流向和切萨皮克湾的地理位置。对于当今生活在该地区的居民来说，最重要的是，这次撞击扰乱了地下水系统。目前的淡水含水层位于深层盐水中，这是1亿至1.45亿年前早期白垩纪北大西洋海水的残余物，使得整个低切萨皮克湾地区容易受到地下水污染。