Quần đảo có tọa độ 106°52′- 107°07′Đông, 20°42′- 20°54′độ vĩ Bắc. Diện tích khoảng gần 300 km². Dân số 8.400 người (năm 1996). Các đảo nhỏ khác: hòn Cát Ông, hòn Cát Đuối, hòn Mây, hòn Quai Xa, hòn Tai Kéo,...

Cát Bà, còn gọi là đảo Ngọc, là hòn đảo lớn nhất trên tổng số 1.969 đảo trên vịnh Lan Hạ.Theo truyền thuyết địa phương thì tên Cát Bà còn được đọc tên Các Bà. Vì có một thời các bà, các chị ở đây đứng ra lo việc hậu cần cho các ông đánh giặc trên một hòn đảo lân cận. Đảo có tên là đảo các Ông (Cát Ông). Như vậy, Cát Bà là đọc chệch của các Bà.

Cát Bà là một hòn đảo đẹp và thơ mộng,đẹp đẽ. nằm ở độ cao trung bình 70m so với mực nước biển (dao động trong khoảng 0–331 m). Trên đảo này có thị trấn Cát Bà ở phía đông nam (trông ra vịnh Lan Hạ) và 6 xã: Gia Luận, Hiền Hào, Phù Long, Trân Châu, Việt Hải, Xuân Đám. Cư dân chủ yếu là người Kinh.