高精度航磁数据分析与挖掘是揭示区域性断裂带空间展布与岩石圈热结构重要手段之一。为了揭示辽宁及其区航磁异常与区域性断裂带关系，估算其居里面深度与岩石圈厚度，本文在对航磁数据进行化极的基础上，利用功率谱法反演了研究区居里面深度；采用一维稳态热传导方程，计算了辽东-渤海湾地区岩石圈厚度。研究表明：（1）辽东、辽西与渤海湾地区存在多条北东向/北北东向航磁异常带，它们是晚中生代以来太平洋板片俯冲作用背景下，活动大陆边缘长期伸展与短暂挤压状态交替演变的产物；而辽北地区被北东向磁异常带错断的近东西/北西西向航磁异常带，则是古亚洲洋闭合后碰撞造山晚期伸展抬升至中地壳层次的构造形迹。（2）辽宁及其邻区居里面深度介于16 ~ 40 km 之间，平均深度为28 km，阜新与盘锦等居里面隆起区对应的大地热流值相对偏高；而沈阳与辽源居里面坳陷区对应的大地热流值偏低。（3）辽宁及其邻区岩石圈厚度具有空间非均匀性，变化范围为70 ~ 150 km，平均值为100 km；郯庐断裂带附近的营口-鞍山地区下方岩石圈厚度最薄，为60 ~ 80 km；辽东与渤海湾地区岩石圈厚度空间非均匀性可能是晚中生代以来太平洋板片俯冲诱导的上升流与克拉通岩石圈内部先存的构造薄弱带共同作用的结果。