Nhắc đến du lịch Hạ Long, không thể không nhắc tới quần đảo Cát Bà – một quần thể gồm 367 đảo trong đó có đảo Cát Bà ở phía nam vịnh Hạ Long, ngoài khơi thành phố Hải Phòng và tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm thành phố Hải Phòng khoảng 30 km, cách thành phố Hạ Long khoảng 25 km. Về mặt hành chính, quần đảo thuộc huyện đảo Cát Hải, thành phố Hải Phòng. Nơi đây đã được UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển thế giới.
Cát Bà, còn gọi là đảo Ngọc, là hòn đảo lớn nhất trên tổng số 1.969 đảo trên vịnh Hạ Long.Theo truyền thuyết địa phương thì tên Cát Bà còn được gọi là Các Bà. Vì có một thời các bà, các chị ở đây đứng ra lo việc hậu cần cho các ông theo Thánh Gióng đánh giặc Ân trên một hòn đảo lân cận có tên là đảo Các Ông (Cát Ông). Ở thị trấn Cát Bà hiện nay có đền Các Bà. Các bản đồ hành chính thời Pháp thuộc (như bản đồ năm 1938) còn ghi là Các Bà. Như vậy có lẽ tên gọi Các Bà đã bị đọc trệch thành Cát Bà.
Trước đây đảo Cát Bà thuộc huyện Cát Bà, năm 1977 mới sáp nhập với huyện Cát Hải thành huyện Cát Hải mới. Trước đây đảo thuộc tỉnh Quảng Yên, sau thuộc khu Hồng Quảng, đến năm 1956 mới chuyển về thành phố Hải Phòng.
Thị trấn Cát Bà hiện nay là huyện lị huyện Cát Hải. Trước năm 1945, thị trấn Cát Bà là phố Cát Bà, rồi đại lý Cát Bà thuộc huyện Cát Hải, tỉnh Quảng Yên. Sau năm 1945, trở thành thị xã Cát Bà. Đến năm 1957 thị xã Cát Bà đổi thành thị trấn và huyện Cát Bà mới thành lập.
Trên đảo chính Cát Bà có rừng nguyên sinh trên núi đá vôi là một nơi đang được đẩy mạnh phát triển du lịch sinh thái. phía đông nam của đảo có vịnh Lan Hạ, phía tây nam có vịnh Cát Gia có một số bãi cát nhỏ nhưng sạch, sóng không lớn thuận tiện cho phát triển du lịch Hạ Long như tắm biển, nghỉ dưỡng. Trên biển xuất hiện nhiều núi đá vôi đẹp tương tự vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. Ở một số đảo nhỏ, cũng có nhiều bãi tắm đẹp.
Quần đảo Cát Bà là một ví dụ tiêu biểu và xuất sắc cho các hệ sinh thái nhiệt đới và cận nhiệt đới ở Châu Á. Nó là đặc trưng tiêu biểu như là hệ sinh thái núi đá vôi đảo lớn nhất Châu Á. Chính bởi sự tồn tại mức độ đa dạng cao nhất của các hệ sinh thái nhiệt đới và cận nhiệt đới rằng tuần tự và cạnh bên nhau bên trong tài sản như khu rừng mưa nhiệt đới nguyên sinh trên đảo, rừng sú vẹt, bãi triều, hồ hải dương và rạn san hô. Chính các hệ sinh thái này đại diện cho các quá trình sinh học và sinh thái đang tiếp diễn trong sự phát triển và tiến hoá của các hệ sinh thái đảo và biển, minh hoạ bởi một sự đa dạng lớn của các quần thể động thực vật trên đảo và dưới biển, và 21 loài động thực vật đặc hữu cho tài sản.Qua thời kỳ phát triển hơn 18000 năm, tài sản vẫn tiếp tục giữ được sự nguyên sơ và duy trì sự không xuống cấp mặc dù đã có sự tồn tại của con người 8000 năm nay.