Se encuentra situada al norte de la ciudad de Cienfuegos y es considerada el más adecuado ejemplo de bahía de bolsa o de cuello de botella de Cuba, con su canal largo y estrecho y el interior lobulado orientado del sureste al noroeste.
En períodos geológicos anteriores, la también llamada Bahía de Jagua tenía dos bocas de acceso, la actual y la conformada por el río Arimao.
Tiene un total de 18,5 kilómetros de largo, desde Punta de Sabanilla hasta la Ensenada de Guaicanamar, donde desemboca el río Damují. Su ancho mayor es de 10,5 kilómetros. El canal de entrada mide 4,8 kilómetros de largo, su parte más estrecha tiene 300 metros y su boca un kilómetro. La mayor profundidad registrada frente a Punta de Sabanilla es de 44 metros.
El Castillo de Jagua fue construído junto al canal de entrada, cerca de su parte más angosta, para custodiar el acceso de ese entorno marino y observar desde allí el Mar Caribe.