Môi trường địa chất là nền tảng của môi trường tự nhiên và sinh thái. Môi trường địa chất ổn định và cảnh quan đa dạng là nhân tố cơ bản góp phần làm nên tính đa dạng sinh học cao cho một khu vực. Môi trường địa chất Vịnh Hạ Long hiện đại là kết quả tiến hố tự nhiên của q trình lịch sử địa chất lâu dài hàng trăm triệu năm. Vịnh Hạ Long là một cánh đồng đá vơi Karstơ chìm ngập dưới nước biển. Chỉ đơn giản có vậy, nhưng để có vịnh Hạ Long đã phải có một biển cổ tích tụ tầng đá vơi dày trên nghìn mét trong khoảng 340 - 240 triệu năm trước, một thời kỳ xâm thực Karstơ kéo dài 26 triệu năm trong môi trường lục địa kỷ Neogen và kỷ Nhân sinh và phải có một biển tiến hành tinh liên quan đến trái đất ấm lên - băng tan trong hơn vạn năm qua. Đó là chưa kể đến biết bao nhiêu yếu tố tương tác, kết hợp của các quá trình nội sinh - ngoại sinh, của biển - lục địa của thế giới vô sinh - hữu sinh.
Một Vịnh Hạ Long đẹp huyền diệu với những giá trị vô song được tạo nên từ chiều sâu lịch sử hàng trăm triệu năm có thể bị mất đi qua vài thế hệ đời người. Để có được một Kim Tự Tháp, con người chỉ cần nửa thế kỷ. Để có được một Vạn Lý Tường Thành, con người cũng chỉ cần đến gần nửa thiên niên kỷ. Nhưng để có được một Vịnh Hạ Long, thiên nhiên phải cần đến nửa tỷ năm. Con người cũng có thể khơi phục lại được một kinh đô, một đô thị cổ, nhưng không thể khôi phục lại được một cảnh quan tự nhiên bị tàn phá. Vì vậy, chúng ta phải có trách nhiệm giữ gìn di sản tự nhiên Vịnh Hạ Long cho muôn thế hệ sau.