Den har en lengde på 100 km og er bare 2,8 km bred ved munningen på grunn av landtungen Beljaka, som ligger rundt Koljutsjinskajabukta og isolerer den fra Tsjuktsjerhavet. Bredden øker til 37 km sørover og innover i landet. Dypet i bukta er på 7 til 14 meter. Koljutsjinskajabukta er dekket av is store deler av året.