Tiene una superficie de 1.560 km², considerando su límite norte una línea trazada desde Brant Rock en Marshfield hasta punta Race, en Provincetown.

En general, las corrientes en la bahía se mueven en sentido antihorario, yendo hacia el sur desde Boston hasta Plymouth, y después hacia el este y luego al norte hasta Provincetown.

Hay muchas especies marinas en la bahía, como el azul con aletas platija y algunos bagres de diferentes colores.

La caza de ballenas en América tuvo su comienzo en Cape Cod Bay.

[3]​ Los Peregrinos dispararon contra una ballena, sin éxito, mientras se encontraban anclados en el puerto de Provincetown en 1620.