Vịnh Hạ Long là khu vực có giá trị đa dạng sinh học cao, đa dạng về thành phần loài, nguồn gen đặc hữu, quý hiếm với 10 kiểu hệ sinh thái điển hình mang đặc trưng của vùng biển nhiệt đới.
Tại đây có gần 3.000 loài động, thực vật trên cạn và dưới nước, trong đó có 102 loài quý hiếm và 22 loài động, thực vật đặc hữu. Vịnh Hạ Long được công bố là di sản thiên nhiên thế giới, được Ủy ban Di sản thế giới thông qua tại kỳ họp lần thứ 36 năm 2012. Nhiều năm nay tốc độ phát triển đô thị và kinh tế khu vực vịnh Hạ Long diễn ra nhanh chóng gây áp lực lên công tác bảo vệ môi trường biển.
Theo đánh giá của Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh, hoạt động xây dựng các khu đô thị và hạ tầng ven bờ vịnh Hạ Long làm thu hẹp không gian sinh tồn của các hệ sinh thái ven bờ, gây bồi lắng, thay đổi dòng chảy. Ngoài ra, nước thải, rác thải từ hoạt động dân cư và phát triển kinh tế - xã hội chưa được xử lý hoặc xử lý chưa triệt để gây ô nhiễm cục bộ ven bờ vịnh.
Các yếu tố khách quan như tác động của biến đổi khí hậu như: mưa lớn, bão, lốc xoáy, ngập lụt, trượt, sạt lở đất đá... gây bồi lắng đáy vịnh và làm suy giảm môi trường sống của các loài động, thực vật. Nước biển dâng gây ảnh hưởng đến cấu trúc địa chất và các quần xã thủy sinh. Các thảm họa thiên nhiên làm ảnh hưởng hoặc thay đổi cảnh quan, các giá trị của di sản.
Ứng phó với tình trạng trên, ngay từ năm 2021, UBND tỉnh ban hành kế hoạch quản lý di sản vịnh Hạ Long tới năm 2025, tầm nhìn năm 2040. Qua đó, ủy ban nhân dân tỉnh đã đề ra các yêu cầu về quản lý và bảo tồn như đảm bảo đảm nguyên vẹn giá trị cảnh quan thiên nhiên, giá trị địa chất, địa mạo và môi trường.
Tiếp tục hoàn thiện cơ chế chính sách, quản lý, giám sát chặt chẽ các hoạt động kinh tế - xã hội diễn ra trên Vịnh Hạ Long. Ban quản lý vịnh Hạ Long tăng cường ứng dụng khoa học công nghệ vào công tác quản lý di sản, nghiên cứu làm rõ các giá trị của di sản, nâng cao năng lực quản lý và nhận thức cộng đồng chung tay quản lý và phát triển di sản.
Ủy ban nhân dân tỉnh đã ban hành Chỉ thị về bảo vệ nguồn lợi thủy sản trên vịnh và quyết định thành lập khu rừng đặc dụng bảo vệ cảnh quan vịnh Hạ Long. Triển khai dự án thành lập khu bảo tồn động thực vật Soi Sim.
Triển khai quy định cấm đánh bắt thủy sản trong vùng bảo vệ tuyệt đối vịnh. Xử phạt hàng tỷ đồng các vụ việc vi phạm. Hiện, Quảng Ninh đã lập quy hoạch nuôi trồng thủy sản nằm ngoài khu vực bảo vệ tuyệt đối trong vịnh.
Bảo vệ, bảo tồn các giá trị, tài nguyên và môi trường của vịnh như xây dựng cơ sở dữ liệu để quản lý và triển khai chương trình giám sát, bảo vệ giá trị địa chất địa mạo, hệ sinh thái tại 775 đảo đá, 49 hang động, 42 tùng, 81 áng, 193 bãi cát tại khu vực vùng lõi di sản.
Hiện nay, trong vịnh có 5 rạn san hô, 102 loài nguy cấp quý hiếm, 27 loài đặc hữu và các khu vực có giá trị đa dạng sinh học cao trên vịnh Hạ Long được bảo vệ nghiêm ngặt. Ban quản lý vịnh tăng cường tuần tra kiểm soát các loài ngoại lai xâm hại và có nguy cơ xâm hại trong khu vực vịnh Hạ Long.
Sở Du lịch tỉnh Quảng Ninh triển khai Đề án tổng thể về quản lý, phát triển sản phẩm du lịch biển đảo vịnh Hạ Long - vịnh Bái Tử Long - Vân Đồn - Cô Tô, xây dựng quy định quản lý các hoạt động du lịch trên vịnh Hạ Long. Nghiên cứu, đề xuất cơ chế khuyến khích các tàu du lịch tham gia, hoàn thiện nhãn sinh thái Cánh buồm xanh và đạt các tiêu chí của nhãn sinh thái quốc tế.
Phát triển sản phẩm du lịch chuyên đề về giá trị của di sản như tham quan Công viên địa chất Hạ Long để tìm hiểu lịch sử hình thành của vịnh Hạ Long, leo núi, tham quan, khám phá hang động còn nguyên sơ. Phát triển các sản phẩm du lịch dựa trên khai thác giá trị văn hóa lịch sử kết hợp tham quan Công viên địa chất Hạ Long và Trung tâm Văn hóa nổi Cửa Vạn, làng chài Vông Viêng, làng chài Cửa Vạn, làng chài Vông Viêng, làng chài Cửa Vạn.