- Vị trí địa lý, địa hình:
Khu du lịch Cát Bà bao gồm khu Dự trữ Sinh quyển Cát Bà, Vườn quốc gia Cát Bà và quần đảo Long Châu, thuộc huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng. Khu du lịch Cát Bà cách thành phố Hải Phòng 45 km về phía Đông và cách thủ đô Hà Nội 150km về phía Đông - Nam. Phía Bắc và phía Đông giáp Vịnh Hạ Long; phía Nam giáp Vịnh Bắc Bộ; phía Tây giáp đảo Cát Hải.
- Địa hình:
Khu du lịch Cát Bà có diện tích là 33.670 ha, bao gồm 13.478 ha đất tự nhiên và 20.192 ha mặt biển và được bảo vệ bởi Vùng đệm rộng lớn nằm ở phía Tây Bắc và Tây Nam với diện tích là 13000 ha, bao gồm 3.984 ha đất tự nhiên và 9016 ha mặt nước. Phần lớn diện tích Khu du lịch Cát Bà là đảo đá vôi. Địa hình đặc trưng là các vách dốc đứng lởm chởm tai mèo, các đỉnh, chóp của các khối núi đá vôi hiểm trở với các hang động trong các khối núi đá vôi. Các thung lũng karst hẹp bị bao quanh bởi dãy núi kéo dài chủ yếu theo phương Tây Bắc - Đông Nam. Các tùng, áng khoét sâu vào bờ đảo. Các bãi triều bùn rộng lớn và khá bằng phẳng, trên bề mặt bãi phát triển rừng ngập mặn tươi tốt. Các bãi cát vỏ vôi sinh vật và mảnh cành san hô.
Khu du lịch Cát Bà có đặc trưng đa dạng sinh học cao với chức năng là Vườn quốc gia và Khu Dự trữ sinh quyển thế giới Cát Bà, có nhiều kiểu rừng mưa nhiệt đới xanh quanh năm (Hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi, rừng ngập nước ngọt, rừng ngập mặn), còn có 1045,2 ha rừng nguyên sinh trên đảo đá vôi lớn nhất của Việt Nam, với nhiều loài quý hiếm, trong đó Voọc Đầu Trắng là đặc hữu và biểu tượng của đảo. Vùng triều và biển xung quanh đảo có khu hệ động thực vật phong phú,
45 cạnh ngư trường đánh bắt hải sản lớn.
- Khí hậu:
Khu du lịch Cát Bà thuộc ven bờ Hải Phòng có khí hậu vừa mang đặc điểm chung của đồng bằng Bắc Bộ, vừa có những đặc điểm vi khí hậu của một đảo đá vôi ven biển, với đặc điểm cơ bản vùng nhiệt đới có mùa đông lạnh. Là đảo ven bờ, khu vực còn chịu sự chi phối của biển dưới tác động của gió biển - đất làm điều hoà khí hậu, tạo nên mùa đông ấm hơn và mùa hè mát hơn so với đất liền.
Chất lượng nước biển Cát Bà thuộc loại tốt. Nhiệt độ nước biển thay đổi trong khoảng 15oC đến 31o
C, oxy hòa tan từ 5,12mg/l - 7,27 mg/l. pH của nước biển biến đổi trong một khoảng khá hẹp, từ 7,9 đến 8,3. Độ muối dao động từ 19‰ đến 34‰. Hàm lượng kim loại nặng trong nước nằm trong giới hạn cho phép.