La Ría de Villaviciosa presenta una planta casi triangular de unos 8 km de longitud, desde Puente Güetes a la playa de Rodiles, y una anchura que oscila entre los 1000 m, a la altura de Misiego, y los 200 en su parte más meridional. El origen de la Ría, al igual que el de la mayoría de los accidentes de la costa cantábrica, se debe a una compleja sucesión de transgresiones y regresiones marinas, relacionadas con procesos epirogénicos tras la deformación alpina y con los efectos de las glaciaciones.

  La Ría de Villaviciosa constituye uno de los espacios naturales de mayor interés de la costa asturiana, tanto por las características de su vegetación y fauna como por los procesos geomorfológicos y ecológicos que en ella se desarrollan. El estuario recibe un escasísimo caudal de agua dulce, lo que determina una acusada influencia mareal que permite el desarrollo de grandes áreas de marisma halófila, es decir, de las comunidades vegetales más tolerantes a la salinidad marina. La escasa influencia fluvial se manifiesta además en la formación de amplios bancos de fango durante la bajamar, áreas que constituyen el hábitat idóneo para multitud de especies de aves limícolas migradoras. Al contrario, en las rías de mayor influencia fluvial, como la de la Reserva Natural Parcial de la Ría del Eo, son más frecuentes comunidades vegetales subhalófilas, menos tolerantes a la salinidad, y amplias superficies inundadas más apropiada para aves migradoras nadadoras como las anátidas.

El periodo en el que la Ría alberga menor número de aves es el verano. Las especies acuáticas que nidifican en nuestra región son muy pocas y, en esta época, la mayor parte de las aves ha abandonado ya sus áreas de invernada para dirigirse a las zonas de cría situadas al norte. Durante el invierno, la presencia de aves es variable en función de las condiciones climatológicas, pues frecuentemente a las que invernan en el litoral cantábrico se suman algunas de las especies que lo hacen en las costas de la Europa occidental, cuando sobrevienen temporales extraordinarios u olas de frío, son las denominadas fugas de tempero. Esta circunstancia se ve favorecida por benignidad climática de nuestras costas, debida a la influencia de la corriente cálida del Golfo. Entre las aves acuáticas presentes en la Ría pueden diferenciarse tres grandes grupos: limícolas, garzas y nadadoras.
 

En los estuarios asturianos pueden diferenciarse dos grandes ambientes: el de la marisma halófila y el de la marisma subhalófila. En el primero la influencia mareal es muy acusada y con ello la salinidad de las aguas. En el segundo, dicha influencia es contrarrestada por las aguas dulces aportadas por los cauces fluviales que desembocan en el estuario. Obviamente, cuanto menor sea dicho caudal, mayor será la superficie ocupada por la marisma externa halófila. El estuario de Villaviciosa es un claro ejemplo de ello, los ríos de Valdebarcu y Sebrayu dan lugar a un escaso aporte de aguas dulces y la influencia marina se deja sentir durante la pleamar casi hasta el fondo de la Ría. Estuarios de similares características debieron ser los de Aboño, Gijón y Avilés. Sin embargo, todos ellos han sido casi completamente destruidos, de ahí la importancia que para la conservación de la naturaleza tiene la protección de la Ría. El resto de grandes estuarios de Asturias, el del Eo o el del Nalón, por ejemplo, son alimentados por cauces mayores y en ellos tiene gran representación el área ocupada por la marisma subhalófila.

El geólogo Germán Flor diferencia por sus características geomorfológicas las cuatro unidades que se describen a continuación:

· Desembocadura, que constituye un complejo morfológico con predominio de los depósitos arenosos. El más evidente es la playa de Rodiles, que se extiende al este de la desembocadura con 1 km de longitud y 350.000 m2 de superficie en bajamar. La acción del viento crea en Rodiles un campo dunar que cierra por el sur la playa y donde se pueden reconocer dunas primarias, o móviles, y dunas secundarias, o fijas, estas últimas muy alteradas.
· Bahía arenosa, que se extiende sobre la ensenada de Misiego y al sur de El Puntal. A ambos lados del canal principal aparecen amplias llanuras arenosas de superficie rugosa decorada con ripples, rizaduras en la arena producidas por las corrientes y oleajes internos. Bordeando estas llanuras se encuentran las playas estuarinas, depósitos arenosos planos. La acción del viento sobre la arena seca modela pequeños campos dunares, dunas estuarinas, en las bajamares.
· Llanuras fangosas, que forman la unidad de mayor extensión. Los sedimentos están formados por una mezcla de limos, arenas y materia orgánica. Esta composición hace que se trate de un área de gran productividad, lo que favorece el desarrollo de la vegetación. Parte de esta superficie ha sufrido procesos de desnaturalización para albergar usos agrarios o urbanos, son los denominados porreos.
· Canal Superior, donde predomina la acción fluvial. El canal principal se transforma progresivamente en un cauce de río con sus márgenes se encuentran fuertemente antropizadas.