La réserve de biosphère de Cat Ba est une convergence des forêts tropicales humides, des îles calcaires, des forêts de mangrove, des récifs coralliens, des herbiers marins, des lagons et des réseaux de grottes qui font de ce lieu un endroit unique et préservé.

Le parc national contient de nombreuses espèces animales, plus d’une centaine, et on retrouve également la flore des grandes forêts tropicales, qu’on estime ici à 745 espèces végétales dont 350 herbes médicinales différentes. Au milieu des eaux émeraude, s’élèvent d’impressionnantes formations de calcaires, semblables à la baie d'Ha Long et à la baie Bai Tu Long. Ces rochers mesurent en moyenne 150m de haut, le plus élevé étant le pic Cao Vong a 322m d’altitude. Dans certaines petites îles, il y a aussi beaucoup de belles plages de sable fins où l’eau est très transparente.

Situé dans la zone de mousson tropicale, les indices moyens de température, d'humidité et de précipitations sont similaires à ceux des zones environnantes, mais se caractérisent par des hivers moins froids et des étés moins chauds que le continent.