Di chỉ Cái Bèo nằm ở tọa độ 20°43′43″B 107°3′25″Đ / 20,72861°B 107,05694°Đ / 20.72861; 107.05694, cách trung tâm thị trấn Cát Bà 1,5 km, rộng khoảng 18.000 m², cao trung bình 4m so với mặt nước biển[1], địa tầng dày trung bình 3m; là một thung lũng phẳng, kín gió, ba mặt núi đá vôi bao bọc, phía Đông hướng ra biển. Di chỉ được bảo tồn nguyên vẹn đến ngày nay, là một bảo tàng văn hoá biển Việt Nam.

Năm 1938, nữ khảo cổ học người Pháp, M.Colani đã phát hiện di chỉ ngoài trời là Vịnh Làng Chài Cái Bèo và khẳng định đây là nôi văn hoá cổ của Việt Nam. Sau đó, các nhà khảo cổ Việt Nam đã khảo sát và manh nha phát hiện nôi văn hoá biển; năm 1981, phát hiện nhiều hiện vật đá, đến năm 1986, tìm được gần 180 công cụ đá bao gồm: công cụ ghè đẽo, công cụ mài không qua chế tác của 6 chày và hòn ghè, 9 mảnh gốm xốp, 18 mảnh gốm cứng mỏng, 93 mảnh gốm thô dày, 11 đốt sống cá biển, 88 đầu cá biển, 6 mảnh xương thú... Những mẫu vật thu thập được đã khẳng định, di chỉ Cái Bèo gồm hai giai đoạn văn hoá là văn hóa tiền Hạ Long và văn hóa Hạ Long.

Từ 5/12/2006 đến 1/2007, đã thu được từ 10 hố có 137 hiện vật được làm từ đá granít, 1.424 mảnh gốm tiền sử (gốm vặn thừng dập thô, không se) và 568 tiêu bản di cốt động vật, xương cá, vỏ nhuyễn thể biển như vỏ sò, vỏ hàu biển kích thước lớn.

Các bằng chứng khảo cổ tìm được cho thấy, cái Bèo là nơi cư trú của cư dân cổ, phát triển qua nhiều thời đại từ Trung kỳ đá mới đến Sơ kỳ đồ đồng. Từ săn bắt, hái lượm, đánh cá sang định cư nông nghiệp được coi là quá trình phát triển văn hoá Cái Bèo sang văn hoá Hạ Long. Giai đoạn cách từ 4.500 đến 7.000 năm, người Cái Bèo sinh sống chủ yếu nhờ vào đánh cá biển và bắt sò, hàu. Đây là làng chài ven biển cổ có quy mô lớn nhất hiện được biết ở Việt Nam.

Cái Bèo được xếp hạng di tích cấp quốc gia năm 2009[2].