Nằm ở phía tây nam vịnh Hạ Long, hồ Ba Hầm nằm trên đảo Đầu Bê thuộc vịnh Lan Hạ. Đảo Đầu Bê là một trong những nhóm đảo phía ngoài cùng của vịnh Hạ Long tiếp giáp với vùng biển Long Châu bát ngát. Hồ Ba Hầm ở giữa một trũng biển hẹp hình chữ nhật, bốn bề núi cao dựng đứng.

Hồ Ba Hầm là một hệ thống gồm ba trũng biển lớn hình tròn, được thông với nhau qua một hang luồn hẹp, uốn khúc quanh co. Từng chùm nhũ đá muôn sắc màu rủ xuống từ trần hang với nhiều hình thù kỳ lạ. Trên đảo là những loài cây như phong lan, si, đa, thiên tuế... bốn mùa xanh tươi thơm ngát mùi hoa, đó cũng là nơi sinh sống quần tụ của các loài khỉ lông vàng, chim, sóc bay, dơi... Dưới mặt nước xanh biếc ấy là cuộc sống sôi động của nhiều loài hải sản.

Mặc dù xa bờ tới 25 km, nhưng ngay từ xưa, hồ Ba Hầm đã được du khách và những người yêu thiên nhiên chú ý đến từ lâu. Trong cuốn “Merveille de Monde” xuất bản năm 1938 chuyên giới thiệu những danh lam thắng cảnh đã mô tả Hồ Ba Hầm như sau: Đến Hồ Ba Hầm, có cùng một ấn tượng đẹp như đến Hang Luồn, động Sửng Sốt nhưng phong cảnh ở đây còn đẹp hơn nhiều. Cửa vào hồ Ba Hầm không được dễ dàng như vào Hang Luồn, nhưng đó chính là cái thú của người đi tham quan ngắm cảnh. Cửa hang hình bán nguyệt mở ra bên vách đá bằng phẳng phía tây bắc của đảo, cách mặt nước 4 - 5 m, đúng là mặt vịnh thông với dòng hải lưu uốn lượn từ Cửa Vạn vào.

Từ cửa hồ, du khách sẽ đi vào hầm thứ nhất: một rừng nhũ đá với các màu tím, hồng, lam, trắng... rủ xuống mặt nước trông như rễ đa, rễ si. Càng vào sâu càng tối. Đáy hang sâu thẳm và trong vắt có thể nhìn thấy từng đàn cá tung tăng bơi lội. Đi vào sâu khoảng 100 m có một luồng ánh sáng chiếu từ trần hang xuống, khách sẽ nhìn thấy nhiều loại hoa phong lan bám quanh vách núi, cây vạn tuế mọc rải rác ở các khe đá, trúc đuôi gà mềm mại lá vàng mọc từng khóm. Hầm thứ hai có một cây khế cổ thụ mọc trên vách phía đông nam ra hoa kết trái quanh năm. Từng bầy khỉ lông vàng, sóc bay, vẹt đầu bạc... tụ tập trên cành. Hầm thứ ba cách hầm thứ hai một vách núi và đi qua một hang luồn khoảng 5 phút. Đây là nơi trú ngụ của các loài dơi, bướm.

Giữa không gian yên tĩnh, chỉ có tiếng mái chèo khua nước róc rách, thuyền bơi trong hồ như đang bơi trong lòng giếng sâu thăm thẳm vậy, bốn bề vách đá dựng đứng. Hồ Ba Hầm là một trong những cảnh đẹp kì thú của vịnh Hạ Long.