Phía tây của đầm là những dãy đồi trùng điệp, phía đông là mả Cao Biền - một cồn cát gắn tự nhiên bồi đắp với sự tích dân gian Cao Biền bị trời chôn nên mới có tên này. Điểm đặc sắc là giữa đầm Ô Loan có hai tảng đá lớn chồng lên nhau gọi là hòn Chồng. Xung quanh kỳ tích thiên nhiên hai hòn đá chồng lên nhau này, dân gian cũng thêu dệt nhiều câu chuyện huyền thoại lãng mạn về tình yêu đôi lứa, tình thủy chung chồng vợ…
Đầm Ô Loan gắn với huyền thoại về một nàng tiên ham chơi, tinh nghịch. Chuyện kể rằng, xưa kia có nàng tiên tên nàng Loan, tính tình ham chơi, tinh nghịch. Một ngày nọ nàng Loan mượn con chim Ô thước chở xuống trần gian dạo chơi khắp nơi mà không hề để ý chim đã mỏi cánh, đói và khát, nên khi ngang qua Tuy An, chim không còn đủ sức để bay đành phải hạ cánh xuống dãy núi Từ Bi, sau này mượn tên chim Ô thước của nàng Loan ghép chung với tên nàng, gọi tắt là Ô Loan để đặt tên cho đầm.
Đầm Ô Loan là một đầm nước lợ, gần như nằm trọn trong đất liền. Đầm ăn thông ra biển bằng cửa Lễ Thịnh, đưa nước mặn vào đầm mỗi khi thuỷ triều lên; đầm cũng nhận nước ngọt từ sông Cái và các con suối nhỏ chung quanh đổ vào.
Do thế đất đồi là đất sỏi nhớt nên mùa mưa làm xói lở, kéo theo lượng phù sa khá lớn bồi lắng lòng đầm. Được biết, lòng đầm chỗ sâu nhất khoảng 6 mét, chỗ cạn, thường là ven bờ, khoảng trên 1 mét. Riêng phía trên cửa Lễ Thịnh thuộc địa phận An Hải mực nước sâu tới 10 mét.
Không chỉ là thắng cảnh tuyệt mỹ, đầm Ô Loan còn là cái nôi màu mỡ nuôi trồng thủy, hải sản, mang lại ấm no cho dân chài, thu hút khách du lịch cho địa phương. Đến đầm Ô Loan, du khách không thể bỏ qua những đặc sản rất nổi tiếng là sò huyết, hàu, mực, đặc biệt là món cua hoàng đế với đặc điểm chỉ bò dọc chứ không bò ngang như những loài cua khác.
Đầm Ô Loan có ý nghĩa rất quan trọng với đời sống văn hóa người dân nơi đây nên hàng năm đến mồng 7 tháng giêng, lễ hội cầu ngư được tổ chức. Đây là một lễ hội lớn thu hút rất nhiều du khách tìm về.
