Vịnh băng Ilulissat dài 40km, rộng 7km, chỗ sâu nhất là 1.200m, sát thành phố Ilulissat, đảo Greenland. Ở đầu vịnh, giáp Sermeq Kuiallcq, là dải sông băng lục địa Ilulissai Isbrae. Mép dải sông băng lục địa này luôn luôn có những khối băng lớn vỡ ra, được đẩy vào vịnh Ilulissat với tốc độ trung bình từ 20 tới 35m/một ngày đêm, tức khoảng 20 tỷ tấn/năm (bằng lượng nước ngọt tiêu dùng của Pháp trong 1 năm).

Các núi băng lớn này có đường kính rộng tới nhiều trăm mét, và cao tới 1.000m, nằm chắn ngang cửa vịnh hẹp, nơi chiều sâu chỉ có vài trăm mét. Tại đây, núi băng vỡ ra từng mảng nhỏ, số băng còn lại do sức ép quá lớn từ bên trong thoát ra biển và theo dòng chảy về phía Tây Bắc ra eo biển Davis.

Vịnh băng Ilulissat được Unesco đưa vào danh sách Di sản thế giới năm 2004 tại khóa họp thứ 28. Ngày 14-10-2008, nhà khí hậu học Hoa Kỳ David M. Holland cùng các đồng nghiệp, trong đó có các nhà khí hậu học của Viện Khí tượng Đan Mạch, đã đưa ra bằng chứng là việc sông băng tan, không chỉ do nhiệt độ (không khí) tăng, nhưng cũng do dòng nước biển địa phương đã đưa nước ấm đáy biển vào trong vịnh hẹp này nhiều hơn bình thường, một hiện tượng mà các nhà nghiên cứu không thấy có liên hệ gì tới tình trạng nóng lên toàn cầu. Dòng nước ấm này len vào đáy núi băng trong vịnh hẹp, khiến núi băng tan nhanh. Hiện tượng dòng nước ấm đáy biển có xảy ra ở các nơi khác, nhưng các nhà nghiên cứu chưa hiểu tại sao nó lại có ý nghĩa quyết định cho việc tan băng ở đây. Các nhà nghiên cứu cũng cho rằng, chính dòng nước ấm này là nguyên nhân khiến cho sông băng lục địa đã lui nhanh trong thời gian từ năm 1929 tới 1964.