Zaljev prekriva područje od oko 10,000 km² i ima prosječnu dubinu od 10 metara. Podijeljen je plitkim obalama i ima mnogo poluotoka i otoka. Danas u ovom području živi manje od 1000 stanovnika na više od 1,500 km morske obale i njihovih šest malih naselja zauzima tek 1% ukupnog područja.

Zaljev morskih pasa je upisan na UNESCO-v popis mjesta svjetske baštine u Australiji i Oceaniji 1991. godine kao izrazito važno zoološko područje u kojem obitava više od 10,000 dugonga, što je 10% svjetske populacije, ali i 26 drugih ugroženih australskih sisavac, 323 vrste riba, te više od 230 vrsta ptica.

Zaljev morskih pasa ima najveće područje morske trave na svijetu koje prekriva više od 4000 km², većinom na Obali morske trave Wooramel (1030 km²), ali i najveći broj vrsta morskih trava.

Vruća i suha klima u Zaljevu morskih pasa, ali i velika koncentracija morskih trava koje spriječavaju kruženje morskih struja, imaju za posljedicu veliko hlapljenje i salinitet vode koja je oko 1,5 do 2 puta slanija od okolnih oceanskih voda. Tako su u južnom dijelu zaljeva, Bazenu Hamelin, mikrobi stvorili nakupine stromatolita, starih više od 3000 godina, koje su najraznovrsnije i najobilnije na svijetu.