File:Marina da Glória e Baiá de Guanabara.JPG

Português: A baía é a resultante de uma depressão tectônica formada no Cenozoico, entre dois blocos de falha geológica: a chamada Serra dos Órgãos e diversos maciços costeiros, menores.

Constitui a segunda maior baía, em extensão, do litoral brasileiro, com uma área de aproximadamente 380 km². Considerando-se a sua barra como uma linha imaginária que se estende da ponta de Copacabana até à ponta de Itaipu, esta sofre um estreitamento entre a ponta da Fortaleza de São João, na cidade do Rio de Janeiro, e a ponta da Fortaleza de Santa Cruz, na de Niterói, com uma largura aproximada de 1.600 metros. Relativamente a meio dessa passagem, ergue-se uma laje rochosa (ilha da Laje), utilizada desde os colonizadores como ponto de apoio à defesa da barra, o atual Forte Tamandaré (antigo Forte da Laje).

As profundidades médias na baía são de 3 metros na área do fundo, 8,3 metros na altura da Ponte Rio-Niterói e de 17 metros no canal de entrada da barra. Na área do fundo, onde desaguam a maior parte dos rios, o acúmulo de sedimentos constituiu manguezais, envoltos pela vegetação própria da Mata Atlântica.