Com aproximadamente 305 km² de área, encontra-se limitada à norte pela serra do Mar, ao nordeste pela Baixada Fluminense, a sudeste pelo maciço da Pedra Branca e ao sul pela restinga da Marambaia. É um corpo de águas salinas e salobras, comunicando-se com o oceano Atlântico por meio de duas passagens, na parte oeste, entre os cordões de ilhas que limitam com a ponta da restinga e, na porção leste, pelo canal que deságua na barra de Guaratiba, o que lhe confere uma configuração quase elíptica. Seu perímetro é de aproximadamente 130 km.