Hạ Long Bay bietet Tausende von Kalksteinkarst und Inseln in verschiedenen Formen und Größen. Hạ Long Bay ist das Zentrum einer größeren Zone, die die Bái Tử Long Bay im Nordosten und die Insel Cát Bà im Südwesten umfasst. Hạ Long Bay hat eine Fläche von etwa 1.553 km², einschließlich 1.960 – 2.000 Inseln, von denen die meisten aus Kalkstein bestehen.
Der Kern der Bucht hat eine Fläche von 334 km² mit einer hohen Dichte von 775 Inseln. Der Kalkstein in dieser Bucht hat 500 Millionen Jahre der Bildung unter verschiedenen Bedingungen und Umgebungen durchlaufen. Die Entwicklung des Karsts in dieser Bucht hat unter dem Einfluss des tropischen feuchten Klimas 20 Millionen Jahre gedauert.
Historische Forschungsumfragen haben die Anwesenheit von prähistorischen Menschen in diesem Gebiet vor Zehntausenden von Jahren gezeigt. Die aufeinanderfolgenden alten Kulturen sind die Soi Nhụ Kultur um 18000 – 7000 v. Chr., die Cái Bèo Kultur 7000 – 5000 v. Chr. und die Hạ Long Kultur vor 5000 – 3500 Jahren. Die Hạ Long Bay markierte auch wichtige Ereignisse in der Geschichte Vietnams mit vielen Artefakten, die im Berg Bài Thơ, in der Höhle Đầu Gỗ und in Bãi Cháy gefunden wurden.