Nếu du khách thích cảnh quan thiên nhiên hùng vĩ được bao phủ bởi những màn sương mù thì có thể đến nơi đây từ tháng 1 đến tháng 3. Tuy nhiên, thời điểm từ tháng 4 đến tháng 10 trong năm, tốt nhất là vào khoảng từ tháng 5 đến tháng 8, vẫn là thời gian thu hút nhiều khách tham quan nhất, bởi cảnh quan làm mê đắm lòng người.

Tới thăm vườn quốc gia, du khách không khỏi ngỡ ngàng bởi vẻ đẹp hoang sơ, kỳ thú của thiên nhiên với những dãy đảo chạy dài hai bên lạch biển, và đặc biệt hấp dẫn là những cánh rừng nhiệt đới nhấp nhô tầng tán phủ kín trên sườn núi. Những đảo đá như bồng bềnh trên mặt biển với biết bao hình thù kỳ lạ luôn thay hình đổi dạng; các hang động khổng lồ trong lòng núi đá vôi, điển hình là hang Cái Đé, một hang luồn lớn nhất vùng Hạ Long - Bái Tử Long, xuyên qua lòng núi với chiều dài 300m, vừa cho ta cảm nhận sức mạnh không cưỡng nổi của thủy thần, vừa đem lại cảm giác huyền bí khó quên cho những ai có đủ bản lĩnh và sức khỏe để khám phá và thám hiểm công trình thiên tạo vĩ đại này. Những bãi cát vàng, cát trắng nơi chân đảo trải dài hàng cây số với vẻ đẹp lộng lẫy tha thiết mời chào.

Bái Tử Long hội tụ đủ 3 hệ sinh thái cơ bản, đó là rừng trên cạn, đất ngập nước và biển với diện tích đủ lớn cho các khu, hệ động thực vật rừng-biển sinh sôi và phát triển. Tổng số loài quý hiếm nơi đây lên tới 102 loài, trong đó có 72 loài động vật và 30 loài thực vật được ghi trong sách đỏ Việt Nam. Tiêu biểu về thực vật có lát hoa, gội nếp, trai lý, lá khôi; về động vật có bồ câu nâu, khỉ vàng, báo lửa, nai, rái cá, rùa hộp ba gạch, tắc kè, kỳ đà hoa, trăn đất, rắn hổ mang, rắn hổ mang chúa. Động vật biển có cá heo trắng Trung Hoa, cá Ông Chuông, tu hài, trai ngọc, bào ngư, sá sùng và đặc biệt là 2 loài rùa biển (vích và đồi mồi).

Bên cạnh tài nguyên rừng, Vườn quốc gia Bái Tử Long còn có hệ sinh thái đất ngập nước với diện tích 1.000 ha, bao gồm rừng ngập mặn, bãi triều cát, bãi triều đá và thảm cỏ biển. Hệ sinh thái rừng ngập mặn nơi đây với cảnh quan hấp dẫn, đặc sắc, đa dạng sinh học cao đã và đang thu hút hoạt động du lịch sinh thái, giáo dục môi trường và nghiên cứu khoa học. Tiêu biểu như vụng Cái Quýt, vụng Lỗ Hố, vụng Soi Nhụ, vụng Ổ Lợn, thung áng Cái Đé, thung áng Cái Lim. Riêng thảm cỏ biển phân bố trên diện tích 10 ha rải rác tại các khu vực có đáy dạng bùn cát như Chương Di, sông Mang, vụng Lỗ Hố, vụng Cái Đé, vụng Trà Thần.