La morfología original de la bahía ha sufrido importantes cambios en los últimos siglos.En su margen oeste desembocan las rías del Carmen y de Raos, mientras que en su margen sur este se emplaza la ría de Cubas, que es como se denomina a la desembocadura del río Miera.La bahía de Santander está formado por un diapiro generado durante la orogenia alpina del período Terciario.Sus materiales están compuestos por arcillas y sales (especialmente yesos) del Keuper que ascendieron aprovechando la existencia de fallas.[3] Este hecho ha sido totalmente debido a la actividad humana en la zona, la más densamente poblada de toda la región.
