Cát Bà là vùng giàu có về khảo cổ học, một ‘cái nôi’ hình thành nên nền văn minh và văn hóa biển tiền sử Việt Nam. Trên toàn đảo đã phát hiện 77 di chỉ khảo cổ học với các hiện vật, tầng văn hóa được khai quật khẳng định con người đã xuất hiện liên tục tại đảo Cát Bà từ cách đây trên 30 vạn năm khi đảo Cát Bà còn gắn liền với lục địa (di tích cổ sinh hóa thạch tại Hang Đá Trắng / Động Hoa Cương ở xã Gia Luận), qua giai đoạn Hậu kỳ Đá cũ – sơ kỳ Đá mới (hang Áng Mả: C14 25.510±220 TCN, và Mái đá Ông Bảy: C14 16.630±120 TCN). Văn hóa Cái Bèo hình thành trong khoảng 7.000-5.000 năm TCN, trong giai đoạn biển tiến, đảo Cát Bà tách khỏi lục địa. Cái Bèo là một “bước ngoặt” trong lịch sử văn minh Việt Cổ thời kỳ tiền Đông Sơn, khi một nhánh cộng đồng cũng xuất thân từ vùng đất cao bản địa (văn hóa Hòa Bình – Bắc Sơn) nhưng không chỉ dừng lại định cư hay khai phá đồng bằng ven biển đang hình thành (văn hóa Quỳnh Văn, văn hóa Đa Bút), mà bỏ qua đồng bằng, tiến thẳng ra biển, rời hang, bắt đầu cư trú ngoài trời, khai thác cá biển và chính thức bắt đầu hình thành văn hóa biển Việt Nam tiền sử. Văn hóa Cái Bèo, vì vậy sớm hơn, văn hóa Hạ Long, Hoa Lộc, Bàu Tró, Xóm Cồn là những văn hóa biển tiền sử đặc trưng phát triển cao, lan tỏa rộng từ Bắc Bộ tới Nam Trung Bộ. Nhưng quan trọng hơn cả, các văn hóa biển này, cuối cùng, đã hội nhập với các văn hóa khác ở lục địa, tạo dựng nên 2 nền văn hóa nổi tiếng là văn hóa Đông Sơn (xem họa tiết hoa văn rừng, đồng bằng, biển trên Trống Đồng) và văn hóa Sa Huỳnh; tiếp nối hình thành nên văn hóa biển, văn hóa Việt Nam hiện đại.