Pierwotnie większość wybrzeży zatoki stanowiły obszary podmokłe. Od połowy XIX wieku do końca XX ponad 1/3 tego obszaru została zasypana i w dużej części zabudowana. Powstałe grube pokłady wilgotnej ziemi zachowują się jak ciecz w czasie trzęsień ziemi. W czasie trzęsienia Loma Prieta w 1989 większość poważnych zniszczeń była na tych obszarach.
Zatoka została odkryta w 1769 przez Hiszpana Gaspara de Portolà, który nie mogąc odnaleźć Monterey, w poszukiwaniu wody i pożywienia, wylądował koło dzisiejszej Pacifica w hrabstwie San Mateo. Tam ze wzgórza dostrzegł zatokę. Natomiast, jako pierwszy, wpłynął do niej Juan de Ayala w 1775.
Zatoka jest miejscem rozrodu i „żłobkiem” dla pacyficznych zwierząt - m.in. ryb i krabów. Pozostałe słone bagna stanowią większość słonych bagien Kalifornii, utrzymują liczne zagrożone gatunki i odgrywają ważną rolę jako filtr zanieczyszczeń i osadów. Zatoka jest kluczowym ogniwem na szlaku wędrówek ptaków wzdłuż wybrzeża Pacyfiku, w tym dla milionów gęsi i kaczek.
Temperatura wody waha się w ciągu roku od 8 do 23 °C.