湛江海湾大桥位于中国广东省湛江市坡头区西岸与霞山区东岸之间，主桥于平乐渡口上游1.3千米处跨越麻斜海湾；全桥路段属于广东373省道的一部分，在坡头区接海川快线，在霞山区接乐山大道；一期连接线通往吴川市黄坡镇接325国道；二期连接线至雷州市工业大道，接207国道。
湛江海湾大桥主桥由主通航孔桥，水中引桥两部分组成，全桥路段呈东北至西南方向布置。主通航孔桥为双塔双索面预应力混凝土混合梁斜拉桥，采用五连跨半漂浮体系。水中引桥均为双幅桥面，主梁为分离式结构，单箱单室截面。钢箱梁设计呈流线型，以增强抗风性能。边跨采用混凝土箱梁，主梁梁高和箱体外形与钢箱梁保持一致。斜拉索采用高强环氧钢绞线，下端安装体外止振装置予解决共振问题。主塔为钢筋混凝土结构，各塔柱外侧两角点处设凹槽增强主塔曲线美。斜拉桥边墩，辅助墩均设置纵向活动支座，横桥向设置有抗震挡块。塔梁交叉处设有横向、竖向支座。为抵抗纵桥向地震作用，塔梁交叉处梁底桥中心设置有STU抗震支座。为桥梁的安全，除了在承台周围设置缓冲吸能装置外，还在每墩海床面处设一腰箍，以加强群桩整体抗弯作用，作为一种安全储备在主塔基础四周设置吸能防撞装置，既能减缓船舶对桥墩撞击，也避免船舶被撞损。
针对当地强台风频繁特点，湛江海湾大桥采用A字形主塔。在塔形设计构思时，将原本直线形塔柱通过恰当的线形变换，以大半径曲线形塔柱向上延伸，至顶部区段两塔柱明显，呈竖直状至塔，使整个主塔呈火炬状，具有一股升腾气势，寓意着湛江市“突飞猛进，继往开来”。主塔顶部区段两塔柱靠拢但不相交，以达到较佳的视觉效果。大曲线桥塔突破了当时中国国内斜拉桥的主塔模；曲线外形新颖，美观，而且与本桥的流线形主梁相呼应，构成本桥独特景色。
湛江海湾大桥全长3981米，主桥长840米；主跨480米，边跨（120 60）米，引桥每跨50米；桥宽25米，连接线路基宽25.5米；桥水深20米，基础深104米，塔高达150米；主桥通航净宽400米、净高48米，可通航5万吨巨轮。桥面采用双向四车道一级公路标准，设计速度80千米/小时，设计荷载为公路-Ⅰ级（汽车—超20级，挂车—120），纵坡4%以内；设计风速45.1米/秒，可抵御12级台风；抗震等级按8度设防。
江海湾大桥的建成通车，使海南省，雷州半岛至珠江三角洲的里程缩短40多千米，对于改善湛江公路网络，促进雷州半岛与珠江三角洲发达地区经济联系，以至沟通大西南地区的物资流通都将发挥重要作用。
1992年10月，湛江市委，市政府作出筹建湛江海湾大桥的决定。
2002年11月，湛江海湾大桥举行奠基。
2003年7月，湛江海湾大桥开工建设。
2005年12月，湛江海湾大桥主塔完成封顶。
2006年6月21日，湛江海湾大桥完成合龙；12月30日，湛江海湾大桥建成通车。
湛江海湾地处南亚热带，属季风气候，终年受海洋气候调节；夏秋两季常有热带气漩侵袭，风力承受在12级以上；因此，湛江海湾大桥对抗风性能要求高。该桥是广东省继虎门大桥之后建成的大规模桥梁工程，被中国交通部列为治理质量通病示范工程，广东省交通厅科技示范工程，工程技术难度大；大桥工程在科技创新方面实现了“一个国际首创，两个中国国内首创，五个广东”的技术创新成果。
湛江海湾大桥采用双浮体式桥墩防撞装置，能让桥梁在遭到船舶撞击时“小撞不坏、中撞可修、大撞不倒”；该装置较以前大型桥梁所采用的人工岛“牺牲式”防撞方案可节约资金近8000万元；从设计方案到实际应用近3年，期间研究人员克服了单浮体悬挂式结构不能从根本上解决船舶在轻载或重载吃水状态下的防撞问题，攻克了双浮体结构在波浪状态下“同步摇摆”的难题。
2007年12月23日，经“桥梁抵御万吨级船舶撞击的柔性吸能防撞装置的研究与开发”项目成果鉴定会鉴定，湛江海湾大桥工程在国际上实现桥墩抵御五万吨级船舶撞击目标。
2008年5月23日，湛江海湾大桥“硬塑性粘土层海中深水桩基成孔施工工艺”获2007年度广东省科学技术奖。
