Балаклавская бухта является последствием тектонического разлома, врезана вглубь расщелины скального массива в северном направлении на расстояние до 1500 метров. Ширина 200—400 метров (в самом узком месте — 45 метров), глубина 5—10 метров в верховьях, до 25 метров у пляжа и до 35 метров на горловине. Вход в бухту расположен между мысами Георгия (он же Балаклавский, восточный берег) и мысом Курона (он же Западный, Батарейный). У входа в бухту на восточном берегу находится гора Крепостная (Кастрон) с руинами генуэзской крепости Чембало. Бухта изогнутая, живописная, скрыта горами, незаметна со стороны моря. Извилистый фарватер защищает бухту от сильных штормов.