Lindelse Nor er et af geoparkens fineste eksempler på et druknet istidslandskab. På havbunden findes træstammer og -stubbe fra stenalderens skove, ligesom der er oversvømmede bopladser med utallige kulturspor af jægersamfund, der måtte forlade deres levesteder og søge længere op i terrænet, i takt med at have steg.
På Lindø ligger en stor stenalderboplads, og rundt om i landskabet ligger dysser, stensætninger og gravhøje fra sten-, bronze- og jernalderen. I Henninge Nor har man fundet pælespærringer fra jernalderen, vikingetiden og den tidlige middelalder, som tegn på et tidligere magt- og handelscentrum. På Købeshoved har der ligget et handelscenter, der muligvis var forløberen til Rudkøbing. Og et voldsted udgør den nordlige del af Kværnen.
En anden mulighed er at gå af en sti fra parkeringspladsen ved Klæsø mod nord. Ved at følge stien kommer man til Langelands største sten, Søstenen - en 2,2 meter høj og cirka 50 tons tung vandreblok af grovkornet, såkaldt porfyrisk granit af nogenlunde samme type, som optræder i grundfjeldet omkring Karlshamn i Sydsverige.
Kæmpestenen smeltede fri af isen for omkring 16.500 år siden.
Er man til dykning, findes der ved Klæsø en spændende 500 meter lang dykkerrute, hvor man kan opleve det druknede landskab fra stenalderen.
Meget af landskabet omkring Lindelse Nor udgøres af moræneflader fra den sene del af sidste istid, Weichsel. Der er desuden dødislandskaber, nedskylsbassiner, smeltevandssletter og op til 26 meter høje hatbakker, der enten ligger spredt eller i korte rækker i terrænet.
Hen imod slutningen af istiden fungerede lavtliggende dele af Lindelse Nor muligvis som afvandingsområder for vandet fra smeltende dødis, som var efterladt af ’Storebæltsgletsjeren’, der dækkede Langeland og Storebæltsregionen for 18-17.000 år siden. Aflejringer fra denne isstrøm træder frem i de lave klinter.
Nogle tusind år efter istidens slutning blev området oversvømmet af havet, og Lindelse Nor forvandledes til et lille selvstændigt øhav med en stærkt fliget kystlinje og talrige øer. For 100 år siden var der 11 øer og holme i noret. Tre af dem (Egholm, Kamsø og Næsholm) ligger i dag som en del af de nu inddæmmede Henninge Nor, hvor de ses som forhøjninger omgivet af enge og vådområder. Øen Flintholm lå tidligere midt i Lindelse Nor, men i 1960’erne reducerede havet øen til et stenrev. Flere af øerne i Lindelse Nor er toppene af hatbakker, der stikker op af havet.
Siden havstigningen efter sidste istid skabte Det Sydfynske Øhav, har Lindelse Nor bestået af en mosaik af istidsdannelser og nye landområder skabt af havet – såkaldt marint forland. Det er skabt af materialer, som havstrømme har ført med sig rundt og aflejret på steder med lavt og roligt vand.
De fleste strande er smalle, sumpede eller stenede, og mange steder når vegetationen helt ud i vandkanten. Enkelte steder er der skabt lave klinter, og langs kysten ligger en del store sten, der er vasket ud af istidslagene.
Fem tidligere vige i Lindelse Nor er blevet inddæmmet inden for de seneste cirka 500 år. Det gælder Snaremose Sø, Blindenor, Klæsø Nor, den sydligste del af Lindelse Nor ved Bogø og Henninge Nor. Snaremose Sø blev genetableret i 2002, mens Henninge Nor aldrig er blevet ordentligt drænet og opdyrket.
I 1945-53 var der planer om at anlægge en tre kilometer lang dæmning på tværs af Lindelse Nors munding hen over den lave undersøiske tærskel, der adskiller noret fra Strynø Bassinet. En total tørlægning af Lindelse Nor ville have givet 7,5 kvadratkilometer ny landbrugsjord, men planerne blev opgivet i 1960’erne.