Pēc administratīvi teritoriālā iedalījuma Bažu purva teritorija iekļaujas Kolkas pagastā. Kopš 2000. gada atbilstoši Slīteres nacionālā parka funkcionālajam zonējumam tā ziemeļaustrumu daļā tika nodalīta Bažu purva rezervāta teritorija. Pēc fizioģeogrāfiskā iedalījuma Bažu purvs atrodas Piejūras zemienes Irves līdzenuma ziemeļu daļā, bijušajā Litorīnas jūras nevienmērīgas akumulācijas līdzenumā, kur paleoģeogrāfisko un ģeoloģisko procesu rezultātā radušies Litorīnas jūras veidojumi: piekrastes vaļņi, sēkļi un citi.

Purvam ir izteikta trīsstūra forma, ko nosaka vēdekļveidīgais kāpu izvietojums. Purva pamatnei rietumdaļā ir raksturīga vairākus kilometrus garu, līdz 50 m platu un 2–3 m augstu, paralēli bijušajam jūras krastam orientētu krasta vaļņu vai seno priekškāpu un kāpu mija, kuras citu no citas atdala šauras ieplakas (vigas), kas veido ļoti nelīdzenu purva ieplakas pamatni. Mūsdienās Bažu purvs pārsvarā ir augstā tipa purvs ar salīdzinoši līdzenu virsu un ieplaku – ciņu mikroreljefu.

Purva ekoloģiskos apstākļus ietekmē apmēram simts gadus vecs krustenisks grāvju tīkls, kas šķērso gandrīz visu teritoriju. 1992. gada jūlijā purvā un tā apkārtnē plosījās liels ugunsgrēks, kad nodega 3200 ha liela platība, radot purva teritorijā daudz klajāku ainavu nekā iepriekš. Apaugumu galvenokārt veido sūnas, sīkkrūmi un sīkas priedītes, izņemot atsevišķas minerālsalas, kur priedes ir ievērojami lielākas.

Purva ūdeņu galvenais barošanās avots ir gruntsūdens kopā ar atmosfēras nokrišņiem. Zem kūdras nogulumiem purva teritorijā gruntsūdens horizontu veido Litorīnas jūras un pēclitorīnas laika nogulumu slānis, kuru veido dažādas ģenēzes un rupjuma smiltis. Pa vigām jeb starpkāpu ieplakām tek ūdensteces jeb valki, kuri pakāpeniski aizaug.

Purvs ir izveidojies kā ūdensšķirtne starp Rīgas līci un Irbes šaurumu. Bažu purvam nozīmīgas ūdensteces ir 7,1 km garais Kusperlankgrāvis, 17 km garais Milzgrāvis, kas ir Mellsilupes pietekas, kā arī 4,1 km garais Zēņvalks jeb Megeznītes grāvis un Vecistabvalks, kas ūdeņus no purva novada Rīgas līcī. Vaides grāvis un Kukšupes grāvis ietek Vecročupē, kas drenē ūdeņus no Bažu purva ziemeļdaļas un tai piegulošās teritorijas uz Irbes šaurumu. Purva hidroloģisko režīmu ietekmē arī pirms apmēram 100 gadiem izveidotais grāvju tīkls. Kaut arī senie grāvji ir gandrīz aizauguši, tie joprojām drenē purvu un ietekmē purva ekoloģiskos apstākļus.

Galvenie biotopi ir 7110* aktīvi augstie purvi – 1831,77 ha – un 7120* degradēti augstie purvi, kuros iespējama vai noris dabiskā atjaunošanās – 140,73 ha. Bažu purva teritorijā augstā purva (7110*) un purvainu mežu (91D0*) biotopos konstatētas 102 lakstaugu un 49 sūnu sugas, piemēram, ciņu mazmeldrs (Trichophorum cespitosum), plankumainā dzegužpirkstīte (Dactylorhiza maculata), Hellera ķīļlape (Anastrophyllum hellerianum). Purva teritorijā aug arī vidējā ziemciete (Pyrola media), kas ir īpašs retums – Latvijas Sarkanās grāmatas 2. kategorijas suga.

Bažu purva perifērijā ievērojamas platības aizņem purvaini meži (91D0* – 1031,48 ha), veci vai dabiski boreāli meži (9010* – 33,39 ha) un staignāju meži (9080* –334,39 ha). Pēc Latvijā lietotās meža augšanas apstākļu tipu klasifikācijas Bažu purva perifērijā dominē sils, mētrājs, slapjais mētrājs, niedrājs, purvājs, šaurlapju kūdrenis, slapjais damaksnis un dumbrājs.

Gandrīz pirms 100 gadiem veiktajā Bažu floras pētījumā konstatēts, ka purvam raksturīgie augi atbilst augstā purva sabiedrībai, kurā dominējošās sugas ir sila virsis (Calluna vulgaris), makstainā spilve (Eriophorum vaginatum) un ciņu mazmeldrs (Trichophorum cespitosum). Pavadošās augu sugas ir polijlapu andromeda (Andromeda polifolia), melnā vistene (Empetrum nigrum), purva dzērvene (Oxycoccus palustris), zilene (Vaccinium uliginosum), brūnais sfagns (Sphagnum fuscum), iesarkanais sfagns (S. rubellum), kadiķu dzegužlins (Polytrichum commune), viļņainā divzobe (Dicranum polysetum), Šrēbera rūsaine (Pleurozium schreberi), briežu kladīna (Cladonia rangiferina) un parastā priede (Pinus sylvestris).

Purva biotopu kvalitāti ietekmējusi gan nosusināšana (19. gs. beigās un 20. gs. sākumā Bažu purvā ierīkotie grāvji), gan arī ugunsgrēki. Būtisku ietekmi uz Bažu purva biotopiem un ekosistēmu kopumā atstāja 1992. gada ugunsgrēks, kas ilga 49 dienas. Vigas ar zāļu purviem, pārejas purviem un purvainiem mežiem cieta mazāk, tajās izplatījās ātra zemdega, kas neveicināja kūdras slāņa degšanu. Savukārt kangarus skāra postoša skrejuguns, kas sausajos priežu mežos palielināja atmirušo koku daudzumu līdz pat 65 %. Vēlāk deguma vietā Bažu purvā konstatēja invazīvu sūnu sugu – parasto līklapi (Campylopus introflexus), kas Latvijā sastopama degradētos augstajos purvos.

Organisko nogulumu (kūdras) slāņu biezums Bažu purvā būtiski atšķiras pat nelielā attālumā un mainās no 0,5 līdz 4 m, ko nosaka ļoti nelīdzenā purva ieplakas pamatne. Kūdras slāņus galvenokārt veido augstā purva tipa sfagnu, spilvju–sfagnu, priežu–sfagnu kūdra ar sadalīšanās pakāpi 8–20 %. Purva apakšējos kūdras slāņus, kuru biezums ir vidēji 0,4–1,0 m, visbiežāk veido zemā purva tipa koku–grīšļu, koku un zāļu kūdra ar sadalīšanās pakāpi 15–40 %. Dziļākajās vietās purva griezuma pašu apakšējo slāņu kūdra satur ievērojamu (10–30 %) smilšu vai aleirītu piejaukumu, kas, visticamāk, ir virszemes ūdeņu, aluviālo un eolo procesu darbības rezultāts. Virs kangariem parasti tieši uz minerālajiem nogulumiem izveidojusies vāji sadalījusies (5–10 %) augstā tipa brūnā vai Magelāna sfagna (Sphagnum magellanicum) kūdra. 

Vietās, kur kūdras slāņu biezums ir lielākais un sasniedz 3,75–4 m, no purva virsas līdz 1,5 m dziļumam dominē maz sadalījusies augstā purva sfagnu un spilvju–sfagnu kūdra. Dziļāk par 1,5 m uzkrājusies vidēji un labi sadalījusies pārejas purva tipa spilvju–zāļu kūdra. Bažu purva dziļākajā daļā (3,75 m biezā kūdras slāņa nogulumu griezumā) veiktā datēšana ar ¹⁴C metodi, kā arī botāniskā sastāva un sporu–putekšņu analīze liecina, ka pirms vairāk nekā 4500 gadiem, vigām aizaugot, ir sākusi uzkrāties smilšaina zemā purva tipa kūdra, kuras slāņu biezums ir vidēji no 0,4 līdz 1,0 m. To visbiežāk veido koku–grīšļu, koku un zāļu kūdra ar sadalīšanās pakāpi no 15 līdz 40 %. 

Sporu un putekšņu pētījumu rezultāti ļauj secināt, ka purva veidošanās sākumā Bažu purva apkārtnē bijusi vidējā holocēna klimatiskā optimuma beigu fāzei raksturīga veģetācija, ko raksturo ar platlapjiem bagāti alkšņu–bērzu–priežu meži. To sastāvā ir daudz platlapju (vīksnas, liepas un ozoli), kuru daudzums pakāpeniski samazinās virzienā uz mūsdienām, kas liecina par klimata izmaiņām un subboreālo egļu mežu izplatību.

Ievērojamā nātru (Urtica), balandu (Chenopodiaceae), ceļteku (Plantago), kā arī graudaugu putekšņu klātbūtne un lielais oglīšu putekļu daudzums purva nogulumu apakšējā daļā norāda uz senā cilvēka klātbūtni un darbību tagadējā purva teritorijas tuvumā, jo neolīta laika cilvēki mēdza apmesties jūras piekrastē aiz kāpām, kas tos pasargāja no jūras vējiem.

Kultivēto zemju augu un ruderālu putekšņi ievērojamā daudzumā konstatēti no zemā tipa kūdras slāņa apakšas līdz pat 2 m dziļumam no augšas, kad, domājams, lielākā daļa vigu bija aizaugušas un purvs sāka veidoties arvien plašāks. Straujā sfagnu sporu daudzuma palielināšanās 1 m dziļumā pirms apmēram 800 gadiem liecina par augstā purva attīstību. Kopš tā laika purvā ar intensitāti apmēram 1,3 mm gadā uzkrājusies maz sadalījusies (5-10%) sfagnu kūdra. Savukārt apkārtējā veģetācijā palielinājies sfagnu, priežu un viršu īpatsvars. 

Bažu purva ieplakai ir ļoti savdabīga un unikāla, citviet nezināma veidošanās vēsture. Visa purva ieplakas augšējo daļu veido Litorīnas jūras laikā uzkrājusies slāņota, pārsvarā smalkgraudaina un aleirītiska smilts ar aleirītu starpslānīšiem (šo slāņu biezums vietām var sasniegt pat 20–30 m). To pārsedz pēclitorīnas laika labi šķirotas smilts nogulumi, kas galvenokārt veidojušies eolo procesu rezultātā, kad pēc Litorīnas jūras līmeņa pazemināšanās atklājās plašas smilšainas teritorijas un pūta stipri, galvenokārt rietumu, vēji. Pēc Litorīnas jūras stadijas regresijas un ūdens līmeņa pazemināšanās jūras piekrastē atklājās plašas teritorijas, kur attīstījās aktīvi eolie procesi, kā rezultātā uz jau esošajiem Litorīnas jūras veidojumiem attīstījās kāpu – ieplaku vai kangaru – vigu komplekss ar vēdekļa formu tā austrumu daļā.

Pa vigām starp kangariem plūda nelielas ūdensteces, kas laika gaitā aizauga. Vigas sāka pārpurvoties un, kā liecina nogulumu absolūtā vecuma datējumi ar ¹⁴C metodi, apmēram pirms 4500 gadiem sāka uzkrāties kūdra un veidojās purvs. Sākumā vigās uzkrājās zemā purva tipa kūdra, bet, vigām pilnībā aizaugot, sāk veidoties pārejas purva tipa un augstā purva tipa jeb sūnu kūdra. Pakāpeniski kūdra pārklāj arī kangarus (kāpas), tādejādi izveidojot plašu purvu ar ļoti nelīdzenu pamatni – relatīvā augstuma starpība starp vigas pamatni un kangara virsotni var sasniegt pat 20 m. Tas arī nosaka to, ka purvā kūdras slāņu biezums atšķiras pat nelielā (~ 1m) attālumā un mainās no 0,5–4 m.

Bažu purva pētījumu dati liecina, ka purvam ir vāji izveidojies izteikts kupols, kā arī nav izteikts augstajiem purviem raksturīgais lāmu komplekss. Kupola veidošanās maz ticama arī nākotnē, ņemot vērā to, ka 20. gs. sākumā purva lielākajā daļā izveidots blīvs grāvju tīkls. Tomēr ir sastopami daudzi 20 līdz 60 m² lieli akači ar ļoti staignām malām. Purva ziemeļrietumu daļa robežojas ar jūras krastam paralēlu kāpu rindu.

Bažu purva teritorijā ir definēta kūdras atradne “Bažu purvs” (kūdras fonda nr. 93) ar platību 2646 ha un kūdras krājumiem 31752 m³. Taču tā ir Slīteres nacionālā parka teritorija, tādēļ atradnes platība netiks izstrādāta un kūdras krājumi netiks iegūti. Purva teritoriju var izmantot ogošanai vai dabas izzināšanai, kā arī pastaigām.

Mūsdienās Bažu purva apkārtne nav blīvi apdzīvota. Bažu purvam tuvākās apdzīvotās vietas ir Aizklāņi dienvidaustrumos, Uši austrumos, Kolka ziemeļaustrumos, Saunags ziemeļos, Pitrags ziemeļrietumos.

Ņemot vērā seno grāvju drenējošo ietekmi uz Bažu purva ekosistēmu, Eiropas Komisijas LIFE+ projekta “Prioritāro mitrāju biotopu aizsardzība un apsaimniekošana Latvijā” ietvaros veikti pasākumi – uzbūvēti 15 kūdras dambīši, lai samazinātu meliorācijas degradējošo ietekmi uz Bažu purvu, iespēju robežās stabilizētu purva dabisko hidroloģisko režīmu un vismaz daļēji atjaunotu degradētos purvu biotopus. Arī turpmāk Bažu purvs tiks izmantots zinātniskiem pētījumiem, biotopu aizsardzībai un ekosistēmas atjaunošanai un saglabāšanai.