3.13.1. Địa chất
Khu vực Cát Bà cũng như phần Đông Bắc Việt Nam có lịch sử phát triển địa chất lâu dài, từng là một bộ phận của cấu trúc uốn nếp caledoni đánh dấu sự kết thúc chế độ địa máng biển sâu Karstzia vào cuối kỷ Silua.
Các khối đá vôi này có tuổi trung bình là các bon muộn - pecmi (250 - 280 triệu năm). Cấu tạo dạng khối, đôi khi phân tẩm khá mỏng, màu xám hay xám trắng nằm xen kẽ với đá vôi silic. Chúng có đầy đủ những dạng của một miền Karst ngập nước biển, do tác động của nước mặt và nước ngầm đã tạo ra một hệ thống các hang động ở các độ cao khác nhau (4m, 15m và 25 - 30m)
- Về phía Bắc và Tây Bắc đảo Cát Bà còn có một diện tích khá lớn các thành tạo đệ tứ không phân chia (Q) tạo nên dạng đồng bằng ven biển, chúng được thành tạo do phù sa sông biển. Lớp trầm tích phủ lên trên khá dày (> 2m), dưới sâu hơn là phù sa hạt thô (độ sâu 5 - 10m) chủ yếu là sỏi cuội và cát... Sát biển hơn (nơi hàng ngày chịu ảnh hưởng của nước triều) có sú, vẹt, đước, trang, mắm, bần... mọc dầy đặc phủ kín hầu hết diện tích này.
3.1.3.2. Thổ nhưỡng
Với nền đá mẹ hầu hết là đá vôi cùng với các điều kiện địa hình Karst và khí hậu nhiệt đới ẩm đã hình thành những loại đất chính như sau:
* Đất Feralit nâu đỏ phát triển trên đá vôi.
* Đất Feralit nâu vàng phát triển từ các sản phẩm phong hóa từ đá vôi dốc tụ hỗn hợp.
* Đất dốc tụ thung lũng. * Đất bồi chua mặn. * Đất mặn sú vẹt.