Lịch sử địa chất Vịnh Hạ Long,như hiện biết, được mở ra từ khoảng gần 500 triệu năm trước đây, với những hoàn cảnh cổ địa lý hết sức khác nhau và khá phức tạp. Sự hiện diện của vịnh và những hòn đảo trên vịnh là những minh chứng độc đáo về lịch sử phát triển của trái đất, bao gồm đặc điểm địa chất và quá trình vận động, phát triển liên tục của dạng địa hình Karst, hệ Fengcong và Fengling. Địa hình đặc biệt của vịnh Hạ Long có liên quan chặt chẽ tới lịch sử khí hậu và quá trình vận động kiến tạo của trái đất. Những hòn đảo ở đây là mẫu hình khá lý tưởng về Karst hình thành trong điều kiện nhiệt đới, ẩm. Toàn bộ khu vực Vịnh Hạ Long là một cảnh quan Karst qua nhiều triệu năm, với các tháp Karst hình chóp, hình tháp, bị bào mòn, tạo nên cảnh đẹp nổi bật, độc đáo toàn thế giới.
Thạch nhũ trong hang động trong khu Vịnh có tuổi trẻ hơn các hang động. Nước mưa theo các khe nứt trên trần hang động và vách chảy xuống, trên đường đi chúng hoà tan, bào mòn đá vôi và lắng đọng thành nhũ đá ở trần, măng đá ở nền…
Hàng ngàn hòn đảo, hàng chục hang động đẹp đã tạo nên giá trị thẩm mỹ của Vịnh Hạ Long. Vẻ đẹp của Vịnh Hạ Long được tạo nên từ 3 yếu tố: đá, nước và bầu trời. Hệ thống đảo đá ở Vịnh Hạ Long muôn hình vạn trạng quyện với trời biển, tạo ra một bức tranh thủy mặc. Phía trong những đảo đá lớn lại hấp dẫn bởi những hang động đẹp đẽ, kỳ lạ. Hang Đầu Gỗ gợi cảm giác choáng ngợp, với những nhũ đá muôn hình dáng vẻ. Động Thiên Cung như một đền đài hoành tráng, mỹ lệ. Hang Bồ Nâu có cửa uốn vòng cung, với vô số nhũ đá buông xuống mềm mại như cành liễu. Hang Sửng Sốt đẹp đến bất ngờ, với nhũ đá mang hình hài của gà rừng, cóc, rồng, thác nước, cùng với nhiều hình hài khác, như mở ra một thế giới cổ tích. Những hang động như Tam Cung, Trinh Nữ, Ba Hang, Tiên Long,… mỗi hang có những vẻ đẹp độc
Cận cảnh di sản Vinh Hạ Long