خلیج باکو خلیجی است به مساحت پنجاه کیلومتر مربع در جمهوری آذربایجان که در ساحل باختری دریای خزر، و شبه جزیره آب‌شوران واقع شده‌است.

شهر باکو در کنارهٔ شمالی خلیج باکو و در دشت آب‌شوران قرار دارد. این شهر امروزه همهٔ کرانه‌های خلیج باکو را دربر گرفته‌است و از سوی باختر تا دامنه‌های کوه شبان (شبان‌داغ، ۳۵۴ متر) ادامه یافته‌است.

خلیج باکو در بخش غربی نسبتاً عمیق و در جنوب شرقی کم‌عمق و صخره‌ای است، و چند جزیره به نام‌های زیره بزرگ (بیوک‌زیره) در جنوب و زیره سنگی (داش‌زیره) در جنوب شرقی و جزیره کاروانسرا در قسمت شمالی دماغه بیل، در شمال غربی آن است. واژهٔ زیره در نام این جزیره‌ها کوتاه‌شدهٔ واژهٔ جزیره است.

بادهای تندی در پاییز به نام‌های خَزْری (از شمال) و کیلاوار (از مغرب) می‌وزد و باران‌های شدیدی در آن می‌بارد.

دو دریاکنار اصلی باکو در این منطقه بیلگاه و عنبران نام دارند.