Kể từ khi được UNESCO công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới, Vịnh Hạ Long được nhiều nhà khoa học tầm cỡ thế giới đến tìm hiểu, nghiên cứu. Qua những nghiên cứu đó đã phát hiện ra nhiều yếu tố cần được bảo tồn lâu dài như một bảo tàng sống về động, thực vật của cả thế giới.
Đó là: Hệ sinh thái, chủng loại gen và thành phần loài. Về đa dạng hệ sinh thái, người ta đã xác định được 435 loài thực vật trên cạn, 28 loài thực vật ngập mặn, 5 loài cỏ biển, 234 loài san hô, 139 loài rong biển, 278 loài thực vật phù du, 315 loài cá, 545 loài động vật thân mềm sống ở đáy, 17 loài nấm, 76 loài chim, 22 loài thú sống trên các đảo...và còn rất nhiều các loài khác, trong số đó có những loài thực vật quý hiếm có tên trong Sách đỏ Việt Nam.
Thực tế cho thấy công tác quản lý môi trường Vịnh Hạ Long hiện nay đã nảy sinh những bất cập: thiếu cán bộ được đào tạo sâu về quản lý môi trường; trang thiết bị kỹ thuật hạn chế; một số hình thức quản lý của các ngành liên quan chưa thực sự tôn trọng nguyên tắc bảo tồn di sản. Đặc biệt, từ trước đến nay việc thu gom rác mới chỉ thực hiện tại các điểm du lịch, trên vịnh do các cơ quan quản lý trực tiếp thực hiện. Theo thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường thì hiện nay tại TP Hạ Long, công tác thu gom rác thải trong khu vực nội thị mới đáp ứng 50% tổng số rác thải ra. Bên cạnh đó, trên Vịnh Hạ Long hiện có 638 nhà bè nuôi thuỷ sản và có người sinh hoạt. Trung bình mỗi ngày số nhà bè này cũng thải ra một lượng rác đáng kể. Vì vậy, giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường đã trở thành mục tiêu trước mắt và lâu dài không chỉ đối với các cơ quan quản lý mà còn là sự quan tâm của cả cộng đồng dân cư địa phương.
Công ước Đa dạng sinh học được thông qua tại Hội nghị Thượng đỉnh Trái đất về môi trường và phát triển tổ chức tại Rio de Janeiro (Baraxin) năm 1992. Đây là thoả thuận có tính toàn cầu đầu tiên về bảo tồn và sử dụng bền vững đa dạng sinh học. Để kỷ niệm sự kiện trọng đại này, hàng năm các quốc gia thành viên của Công ước đã thống nhất chọn ngày 22 tháng 5 là Ngày Đa dạng sinh học thế giới và tiến hành các hoạt động nâng cao nhận thức về bảo tồn các giá trị, lợi ích của đa dạng sinh học. Việt Nam đã tham gia Công ước Đa dạng sinh học từ năm 1994 và hàng năm đều tổ chức các hoạt động hưởng ứng kỷ niệm Ngày Đa dạng sinh học thế giới. Chủ đề của Ngày Đa dạng sinh học thế giới năm nay là ‘’Đa dạng sinh học và biến đổi khí hậu’’ với mục tiêu nhấn mạnh về mối quan hệ hữu cơ giữa đa dạng sinh học và biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu đe doạ đến đa dạng sinh học; ảnh hưởng đến hầu hết các hệ sinh thái vùng cực, hệ sinh thái nông nghiệp, hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái vùng nước nội địa, hệ sinh thái biển và ven biển, hệ sinh thái vùng núi. Ngược lại nếu quản lý hợp lý đa dạng sinh học có thể giảm thiểu những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu.