Tổng diện tích đất tự nhiên của khu sinh quyển Cát Bà đợc đề cử là 26.240 ha, trong đó diện tích mặt đất (đảo) là 17.040 ha và 9.200 ha mặt nớc biển. Vùng biển khu dự trữ sinh quyển quần đảo Cát Bà có địa hình phức tạp với độ sâu trung bình khoảng 20m, nơi sâu nhất là 35m. Cát Bà cũng là nơi có nhiều bãi tắm đẹp: Cát Cò 1, 2, 3, Cát Dứa.. .có sức hấp dẫn lớn đối với du khách.
Hải đảo Cát Bà có nguồn lợi về biển rất to lớn do thiên nhiên đem lại. Ông cha ta có câu “rừng vàng biển bạc”, Cát bà đã có rừng lại còn có biển, thật hiếm nơi nào ở nớc ta có tiềm năng hài hoà và đáng quý nh vậy. Cát Bà nằm trên một ng trờng chính và lớn nhất của Vịnh Bắc Bộ. Nghề đánh cá là nghề cổ truyền của nhân dân vùng biển này. Biển đem lại cho chúng ta nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng. Từ lâu biển đã cung cấp cho nhân dân ta các loài sinh vật biển dùng làm thực phẩm giàu chất đạm, dễ hấp thụ, cá và hải sản khác có những thành phần dinh dỡng khác rất cần thiết cho con ngời, đáng chú ý là các loại axit amin, các chất khoáng, các sinh tố A, B, D. Nhiều nhà khoa hoc cho rằng khẩu phần thức ăn từ hải sản chữa đ- ợc các bệnh gầy yếu, thiếu máu, cao huyết áp và xơ vữa động mạch. Các món ăn làm từ các loại nhuyễn thể nh: cua, rau cải biển ngoài việc chữa các bệnh nói trên còn có tác dụng tốt đến thành phần máu và sự trao đổi chất. Nhiều nớc thừa nhận hải sản là một món ăn ngon, dễ tiêu, ít chán, sống lâu, ít bệnh tật. Biển còn cung cấp cho các ngành công nghiệp và y dợc, ngoài những sản phẩm quen biết nh agan axitaxilic, dầu gan cá chứa nhiều lợng amin, các chất khoáng chất từ nấm, tảo biển, chất chống ung th từ hải sâm, rong câu là nguyên liệu dùng sản xuất aga natrianginat đợc sử dụng trong nhiều ngành du lịch và y dợc. Vùng biển Cát Bà có nguồn cá và hải sản phong phú hơn những vùng biển khác của Vịnh Bắc Bộ. Trên ng trờng này đã điều tra đợc 900 loài cá, 500 loài thân mềm và 400 loài giáp xác. Những loài cá có giá trị kinh tế là chim, thu, nhụ, đé, cá hồng, cá nục, cá trích, cá ngừ, cá lợn, cá nhám, cá phèn v.v... sản lợng đánh bắt mỗi năm trớc đây đạt từ 3-4 vạn tấn. Nhiều loại tôm có giá trị kinh tế nh tôm he, tôm rảo, tôm vàng, tôm chắt, tôm hùm v.v...
Tôm hùm là một loài tôm rất lớn phân bố chủ yếu ở Cát Bà, Long Châu, Bạch Long Vĩ... những nơi có đá ngầm, các loại tôm tơi làm đông lạnh là mặt hàng xuất khẩu đợc a chuộng trên thị trờng thế giới.
Vùng biển Cát Bà còn giàu các loại hải sản nh: mực, moi, cua, sò, vẹm, rong câu, cá bể, sứa, tu hài, bào ng, san hô... những loài hải sản đặc sắc của Cát Bà là tôm rồng hay tôm hùm, đó không những là nguồn thức ăn ngon mà còn có giá trị kinh tế cao, là nguyên liệu để chế biến hàng mỹ nghệ. Tôm rồng tập trung rất nhiều ở Cát Dứa và Bù Chông.
Vẹm còn gọi là véo, một loài sò ốc quý ở biển thờng sống ở cảng, vịnh, cửa sông nơi có nớc muối vừa phải. Vẹm ở Cát Bà gồm cả vẹm vỏ xanh và vẹm vỏ tím và th- ờng tập trung ở một nơi gọi là áng Vẹm.
Bào ng cũng là một loài ốc thờng sống ở hải đảo hay ven biển có đá ngầm. Bào ng là đặc sản quý, thịt có giá trị dinh dỡng cao, thơm, ngon.
Các loài sò: sò ở Cát Bà có sò huyết và sò lông, các loại sò a sống ở các vùng cửa lạch ven các bãi triều, các bãi cát bằng phẳng ít sóng gió.
Trai ngọc là loại hải sản quý, thịt ngon, vỏ có những vân ngọc nhỏ, sáng, óng ánh. Tu hài là một loài đặc sản quý của đảo Cát Bà, thịt tu hài trắng nõn nh thịt cá mực nhng vị ngon ít loài nào sánh kịp. Về giá trị dinh dỡng thịt tu hài không kém gì hải sâm, bào ng là hai loại vốn đứng đầu hải vị. Tu hài sống ẩn mình dới bãi cát ngập nớc. Thu hoạch loài đặc sản này vào giữa mùa đông vào tháng trớc và sau Tết âm lịch. Hiện nay ở Cát Bà có hai nơi tập trung nhiều tu hài nhất là bãi Vạn Bội và bãi Lão Vọng. Mỗi bãi ớc chừng từ 7-10 ha.
Đồi mồi là một hải sản quý của vùng biển nớc ta, tập trung phân bố chủ yếu ở Phú Quốc và Cát Bà. Do đặc tính sinh học của đồi mồi là đẻ trứng trên bãi cát và sinh sống trong các hang hốc đá nên không phải vùng biển nào cũng có loại hải sản này. Đồi mồi là một sản phẩm rất có giá trị trong sản xuất các mặt hàng mỹ nghệ xuất khẩu. Trên đảo Cát Bà đồi mồi thờng tập trung trên các bãi cát nh ở vùng Cát Dứa, Cát Cò, Cát Ông và Vạn Bội. Đồi mồi ở Cát Bà có con nặng từ 60-70kg. Mấy năm trớc đây đã thử nuôi đồi mồi ở áng Thảm có kết quả tốt. Đó cũng là một triển vọng lớn vì đồi mồi đang đợc ghi nhận là đang bị khai thác một cách quá mức, hiện đợc
xếp ở mức E- mức nguy cấp trong sách đỏ Việt Nam và ở mức CR – mức đặc biệt nguy cấp trong sách đỏ thế giới.
Nói đến tài nguyên biển của Cát Bà không thể không nói đến rạn sinh thái của vùng triều đảo. Do cấu tạo địa hình của Cát Bà bao gồm các bãi cát ven biển, các bãi bồi ngập mặn cây sú, vẹt ... các áng ven biển. Đây là vùng có năng suất sinh học rất cao và là nơi tập trung nguồn hải sản quý rất đặc biệt của Cát Bà.
Các bãi bồi ngập mặn của Cát Bà là vùng khá rộng tập trung ở phía Tây Bắc của đảo. Nó đợc hình thành bởi phù sa ở cửa sông Bạch Đằng với loại thực vật rừng ngập mặn. Loại rừng này do đặc điểm bị ngập nớc và có chu kì hàng ngày nhng sự lên xuống của thuỷ triều lại có sự hoà lẫn nớc ngọt và phù sa của cửa sông chảy ra nên là nơi tập trung của nhiều nguồn thức ăn thích hợp. Nơi đây là nơi tập trung c trú của các quần thể đặc trng nh các loài lỡng c, các loài rắn biển, các loài cua tôm và các loài cá trong đó có loài cá nhảy hay cá lác là một sản phẩm đặc hữu trong hệ sinh thái rừng ngập mặn.
Rừng ngập mặn còn là nơi thích hợp cho các loài ấu trùng, các loài tôm, cua và nhiều loại cá của biển. Biển là nơi sản sinh và duy trì nòi giống của các loài cá, tôm phong phú của vùng biển. Cát Bà còn đựơc nhiều bãi cát chìm ven bờ xen kẽ những hòn đảo ở các vùng biển lặng sóng gió quanh năm nớc trong xanh. Những bãi cát kì diệu này chỉ phơi lộ dới ánh nắng mặt trời vào những thời gian nớc chính của n- ớc triều cờng. Nơi đó là nơi ngụ c của các loài sinh vật biển có giá trị nh tu hài, sò, san hô. Bãi Vạn Hà, Vạn Bội ở phía đông của hòn đảo nằm trong Vịnh Lan Hạ với diện tích mấy chục ha là nơi quần tụ với mật độ cao của con tu hài. Vào mùa tu hài sống gần mép nớc, chúng gần với lớp cát sâu từ 0,5-0,6 m. Muốn bắt đợc chúng ngời dân ở đây phải tính từng kì con nớc triều và cả thời tiết phù hợp với sinh hoạt của loại đặc sản này.
Vùng bãi cát Vạn Hà, Vạn Bội cũng là nơi tập trung dày đặc của các tập đoàn san hô biển đủ màu sắc. Những kì nớc cạn thì những rừng hoa đá muôn màu sắc ấy nhô
lên khỏi mặt nớc phô bày sự diệu kì của thiên nhiên vùng biển quý. Nhóm cá san hô có 11 loài (10%) có hình dạng và màu sắc rất đẹp với những loài phổ biến nh cá chình mõm nhọn, cá mú đá, cá nóc vằn và cá nóc sao. Trong tất cả các nhóm san hô, san hô cứng đóng vai trò quan trọng tạo nên rạn san hô, các nhóm khác ít có vai trò tạo rạn hơn hoặc không có, phần lớn chỉ tham gia với t cách là thành viên quần xã sinh vật rạn san hô. Xét theo vai trò sinh thái học, san hô đợc chia làm hai nhóm: nhóm san hô tạo rạn và nhóm san hô không tạo rạn.
- Hình thái- cấu trúc rạn san hô: các đảo đá trong vùng nghiên cứu chủ yếu là các dạng biến thái của đá vôi. Qua quá trình phong hoá hàng ngàn năm đã hình thành nên hàng loạt các vũng, vịnh, hang động với cấu trúc hình thái phức tạp ăn sâu vào trong lòng núi. Địa hình phần ngập nớc có độ nghiêng nhỏ, ngắn, đôi khi có dạng thềm biển ở các độ sâu 3, 6, 9 và 11m, hay là các vách dựng đứng. Hình thái của các rạn san hô đợc xác định chủ yếu bởi hình thái của vùng sờn ngầm và phần nào bởi các trầm tích cacbonat có nguồn gốc sinh vật rạn san hô. Có thể chia các rạn san hô thành hai nhóm: nhóm các rạn viền bờ có cấu trúc không điển hình và nhóm các rạn có cấu trúc điển hình.
- Vùng triều (đới san hô): vùng triều khu vực thờng có chất đáy là đá, sỏi với những trầm tích cát mịn và xác san hô chết. Bề rộng của đới này dao động trong khoảng 2- 10m, độ sâu trung bình khoảng 0,5m. Trên đới này thờng gặp các tập đoàn san hô dạng khối hay dạng phủ ở vùng thấp triều, san hô cành hầu nh không có. Độ phủ của san hô sống trên đới thấp triều không quá 5%.
- Đới san hô bên trong: nền đáy của đới này là đá, cát và các vụn san hô chết, trên đới này luôn gặp các dạng microatoll. Chiều rộng của đới này khoảng 5- 20m, độ sâu qua 2m. San hô phân bố thành các tập đoàn rải rác, đôi chỗ tập trung thành nhóm tới 12- 17 tập đoàn/m2. Độ phủ của chúng dao động khoảng 15- 40%.
- Đới san hô bên ngoài: nền đáy đới này là đá- san hô chết, đôi chỗ có các khoảnh bùn cát và mùn bã thực vật. Đặc trng của đới này là có những rãnh dọc, ngang trên
nền trầm tích san hô. Bề rộng của đới này khoảng 10- 80m, độ sâu cũng không qua 2m. Trên đới này san hô phân bố thành những thảm đơn loài hoặc những bụi đơn loài hay đa loài với sự đa dạng tơng đối của họ Faviidae. Độ phủ của san hô thờng dao động trong khoảng 40- 60% còn trong những thảm đơn loài thì có thể đạt tới 100%
- Phần trên của đới sờn rạn: nền đáy luôn luôn là san hô chết và rong vôi, phần này ngắn và rất dốc nằm ở độ sâu 2- 3m. Theo quy luật san hô đã tạo ra các thảm đơn loài từ đại diện các giống Goniopora, Acropora, Pavona, độ phủ thờng tới 100% bề mặt đáy.
- Phần dới của đới sờn rạn: nền đáy chủ yếu là san hô chết, song đôi chỗ có đá gốc hiện ra. Độ dốc của các rạn khác nhau có khác nhau, độ trải dài (chiều rộng) trong khoảng 2-10m và thờng nằm ở độ sâu 2- 6m. San hô trên phần này phong phú, đa dạng về sinh học cũng nh hình thái tập đoàn từ dạng phủ cho đến dạng cành, đôi chỗ có những khóm đơn loài hay những tập đoàn của các loài này với kích thớc đờng kính lớn tới 2- 4m.
- Đới mặt bằng chân rạn: nền đáy là cát trộn lẫn mùn bã hữu cơ, mảnh vụn san hô chết nằm trên một lớp bùn dày. Đới này có độ sâu khoảng 4,5- 14m. San hô đá chỉ có lác đác gồm các tập đoàn dạng khối, dạng bán cầu hay dạng phễu. Đôi chỗ gặp những bụi san hô sừng tới 7 tập đoàn/m2.
Giá trị của hệ sinh thái rạn san hô: giá trị lớn nhất của rạn san hô là tính đa dạng sinh học cao đặc biệt của chúng.
- Rạn san hô cung cấp nguồn lợi hải sản đa dạng và phong phú với phẩm chất cao. Từ rạn san hô có thể khai thác hàng chục loài động vật là thực phẩm cao.
- Giá trị du lịch: rạn san hô thờng tạo ra các bãi cát có giá trị tắm biển ở phía trên. Hàng chục bãi tắm đẹp ở đông nam Cát Bà và Vịnh Hạ Long nh Cát Cò 1, Cát Cò 2, Cát Dứa, Cát Quyển... đều do rạn san hô phía dới tích luỹ dần từ xơng và vỏ sinh vật.
- Tính đa dạng sinh học cao của rạn san hô, vẻ đẹp lộng lẫy của nhóm sinh vật cảnh sống trên rạn làm cho rạn san hô đợc ví nh những kì quan của thiên nhiên dới đáy biển. Hiện nay nhiều nớc nh Austraylia, Philipin, Thái Lan... coi rạn san hô là nguồn lợi vô giá, xây dựng chúng thành các khu bảo tồn kết hợp tham quan du lịch ngầm. Từ đầu những năm 80, các hoạt động du lịch ở các vùng rạn san hô Đông úc (Great Barrier Reef) đã mang lại nguồn thu hơn 1tỷ đô la úc/năm. Hoạt động du lịch từ các rạn san hô ở bang Florida (Mỹ) thu mỗi năm 1,6 tỷ USD. ở Thái Lan có khoảng 5000 thuyền máy phục vụ du lịch các vùng rạn san hô.
- Các rạn san hô ở Cát Bà tuy không lớn và lộng lẫy bằng các rạn san hô ở biển phía Nam, song nhiều rạn có thể tiêu biểu cho kiểu rạn ven bờ Tây vịnh Bắc Bộ với sự đa dạng cao các giống loài thuỷ sinh vật, là nơi chứa đựng nhiều kì thú của tự nhiên. Vào những lúc nớc trong biển lặng sóng, có thể tổ chức du lịch lặn đơn giản bằng kính lặn- ống thở, hoặc có bình hơi với thiết bị Scuba cho những ngời ham thích tự nhiên.
Nhóm sinh vật có ý nghĩa kinh tế bao gồm: - Các loài san hô mềm có chất hoạt tính sinh học. - Các loài san hô sừng có màu sắc sặc sỡ.
- Các loài rong biển có giá trị kinh tế trên rạn san hô.
- Các loài giáp xác quý hiếm trong vùng rạn san hô Hạ Long- Cát Bà. - Các loại thân mềm kinh tế có trên rạn san hô.
- Nhóm động vật da gai. - Nhóm cá trên rạn san hô.
- Một số loài cá có giá trị sinh vật cảnh thuộc các họ cá.
Một trong những loài động vật biển quý giá nữa của vùng biển Cát Bà là cá heo. Cát Bà có hai loại cá heo, loại heo lớn là Sousachinensis và loại cá heo nhỏ là Orcaella berevirostris. Cá heo là loài cá thông minh ở nhiều nớc đã đợc nuôi dạy
phục vụ cho mục đích quân sự và các mục đích giải trí khác. C dân địa phơng th- ờng gọi loài cá heo này là cá he. Còn tên gọi cá heo là để chỉ một loài cá nhám có thể lật đợc thuyền của ngời đánh cá. Vào tháng 6-7 hàng năm cá heo thờng xuất hiện bơi thành từng đàn ở khu vực Trà Báu, Lạch Huyện và Vịnh Cát Bà. Cả hai loài cá heo đều đợc xếp vào sách Đỏ thế giới và là những loài cần đợc bảo vệ nghiêm ngặt. Các chuyên gia đã có ý nghĩ hình thành nơi đây thành khu vực nuôi cá heo.
Cát Bà có rất nhiều áng ven biển, các áng này muôn màu muôn vẻ và mỗi áng mang một kì thú riêng của nó. áng Thảm nằm lọt giữa một tảng đá ngay giữa biển khơi và thông với biển bằng một chiếc cống thiên nhiên rất đẹp, ở áng Thảm trớc đây đã từng là nơi nuôi đồi mồi thành công và tơng lai sẽ đợc phục hồi. Đồi mồi sẽ là một mặt hàng mỹ nghệ xuất khẩu có giá trị của Cát Bà. Còn áng Vẹm là một