Đặc khu Cát Hải có diện tích tự nhiên là gần 345km2 (chưa tính khu vực quần đảo Long Châu), dân số của Đặc khu khoảng 3,2 vạn người. Đặc khu có 388 đảo lớn nhỏ trong có hai đảo lớn là đảo Cát Hải diện tích xấp xỉ 40 km2 (còn được gọi là khu Đôn Lương) và đảo Cát Bà (còn gọi là khu Hà Sen) rộng khoảng 144 km2 (không tính diện tích mặt biển). Đặc khu Cát Hải nằm ở phía Đông Nam, cách trung tâm thành phố Hải Phòng khoảng 30km đường biển. Đảo Cát Hải là đảo cát bằng phẳng nằm giữa cửa sông Nam Triệu và Lạch Huyện, trên đảo, trước ngày 01/7/2025 có 5 đơn vị hành chính gồm: thị trấn Cát Hải và 4 xã: Hoàng Châu, Nghĩa Lộ, Văn Phong, Đồng Bài. Đảo Cát Bà là một vùng núi đá trùng điệp, trước ngày 01/7/2025 gồm các đơn vị hành chính: thị trấn Cát Bà, xã Trân Châu, Xuân Đám, Gia Luận, Hiền Hào, Phù Long và Việt Hải.