Вдаётся в южный берег полуострова Крым на 3 км. Ширина у входа около 13 км. Максимальная глубина свыше 75 м. С запада залив ограничен мысом Ай-Тодор[2], высотой около 90 метров. С востока залив ограничивает мыс Никитин[2]. На побережье залива выделяются мысы Иоанна и Монтодор. Берега — каменистые, обрывистые[2].
На северо-западном побережье залива расположен город-курорт Ялта, от названия которого и берёт название залива. На берегу залива располагается Ялтинский порт и Ялтинский морской торговый порт, множество пансионатов и санаториев[2].
Происшествия
12 октября 2016 года плавкран АСПТР-1, осуществлявший работы в порту международного детского центра «Артек» затонул ночью в районе поселка Ливадия в 4 километрах от берега. Плавсредство перемещалось из поселка Гурзуф в направлении Севастополя. На борту находился экипаж из восьми человек. Пятеро членов экипажа были спасены, поиски трех человек были продолжены. Спасательные работы с привлечением авиации и сотни спасателей затруднялись четырёхбалльным штормом. Спасенные были доставлены в Балаклавскую бухту. Позднее трое пропавших были объявлены погибшими[3].
Гриневецкий С. Р., Зонн И. С., Жильцов С. С. Ялтинский залив // Черноморская энциклопедия. М.: Международные отношения, 2006, — С. 585 — ISBN 5-7133-1273-9