Es una típica bahía de bolsa, cuyo canal de entrada tiene casi dos kilómetros de largo con 350 metros de ancho en su boca, flanqueada por el castillo del Morro y el fortín de San Salvador de la Punta y donde se encuentra el más importante puerto de la Isla de Cuba.
El puerto habanero, cuyo descubrimiento se le achaca al gallego Sebastián de Ocampo, en 1509, convirtió a la incipiente urbe en el centro de reunión de todas las flotas o mercancías procedentes de los virreinatos del Nuevo Mundo, lo que dio a la villa de San Cristóbal de La Habana un alcance internacional, por la fluida inmigración de españoles, africanos, indígenas y por los viajeros provenientes de otras partes del mundo.
En el seno interior de la bahía se encuentran tres lóbulos o ensenadas llamadas de Mari-Melena, Guasabacoa y Atarés, que originalmente fueron valles surcados por el arroyo Tadeo, y los ríos Martín Pérez y el Luyanó, estos dos últimos con desembocadura en la Ensenada de Guasabacoa y que al correr hacia el mar confluyen en una sola corriente.
El fondo de sus aguas viene recibiendo no sólo los arrastres fluviales, sino también los desperdicios echados por los buques a lo largo de los siglos, lo cual ha generado un alto grado de contaminación en ese entorno marino, actualmente en fase de saneamiento para eliminar la polución. Igualmente en el fangoso lecho marino habanero descansan numerosos restos de barcos hundidos, los cuales contribuyeron a restarle profundidad a la bahía, junto con los sedimentos de los ríos.