日本海是太平洋西北部邊緣海，周圍的國家有俄羅斯、中國、朝鮮、韓國和日本。海域輪廓略呈不規則的菱形。東北端通鄂霍次克海的韃靼海峽和宗谷海峽（拉彼魯愆海峽），西南端通東海的朝鮮海峽、日本瀨戶內海的關門海峽，東面通太平洋的津輕海峽。
日本海形成于地質上新第三紀初期至中期，是典型的島弧內側邊緣海。東西兩側陸地為東北一西南走向中低山脈。海岸線長7600千米，大部較平直。海岸切割較弱，西側海岸大多稍陡，東側海岸較為低平，比西岸曲折多港灣。海域中間沒有島嶼，西側離岸稍遠的只有郁陵島，具有獨立島架。東側邊沿由北向南為日本北海道島、本州島、九州島，在這幾個島的近岸散列著一些小島，較大的有利尻島、佐渡島、隱岐諸島等。朝鮮海峽兩側的島礁很海灣大陸一側有大彼得灣、東朝鮮灣、迎日灣，北海道有石狩灣，本州島有富山灣、若狹灣等。入海河流大都短小，較大的江河為圖們江。
海底地形以深海平原為主。大陸架較窄，面積28.4萬平方千米，約占總面積的1/4。如同沿海陸地地帶一樣，西側海底坡較陡，大陸架寬度10海里左右，外緣水深約140米，2000米等深線距岸很近，東側坡度稍緩，島架外緣水深200米。以南北方為梯級，北緯44°以北海域水淺，連接南北走向的韃靼海槽呈臺階狀向南降低，南北方向上水深1400～2600米。北緯40°～44°之間海域為日本海盆，西、北、東面坡度大，南側為大和淺灘（亞馬托海底高地）。海盆底部平坦，大部水深超過3000米，約占日本海積的一半。北緯40°以南海底崎嶇復雜，有中型海底地貌，如海嶺、海盆、海槽、海臺和海底谷等。西南部較平坦，朝鮮海峽北口有對馬海盆。大和淺灘，最淺水深236米，西北側有北大和淺灘，水深411米。一條寬闊的海底山脈-——大和海嶺，從南面隱歧諸島向北延伸至大和淺灘。
屬寒溫帶季風氣候區，南部氣溫明顯高于北部。12月至翌年3月盛行西北季風，風力較強，東部有風暴。夏季盛行東南風，5～10月有熱帶風暴，最大風力達10級以上。2月平均氣溫：北部約-8℃，南部4℃，8月平均氣溫：北部16℃，南部24℃。年降水量：西北部310～500毫米，南部1 500～2 000毫米。5～10月為雨季，4～8月為霧季。6～7月，南部的偏南向熱帶暖濕季風吹經北部冷水區時，易形成濃霧。
由于日本海與太平洋間的海峽中海檻較高，水交換只在表層進行，使日本海具有比較獨立的水文特征。海流呈氣旋形環流。來自東海的對馬暖流主要分支沿東岸北上，流速0.5～1節，從津輕海峽和宗谷海峽（拉彼魯海峽）流出，從鄂霍次克海經韃靼海峽流人的利曼海流沿西岸南下，流速約0.5節。對馬暖流從朝鮮海峽流人日本海后，除上述支流外，另一分支向北流動，此分支又分為：沿朝鮮半島東岸北上的東朝鮮暖流，繞過隱歧諸島與郁陵島之間的南日本環流圈與東岸主要分支匯合成另一支流。從鄂霍次克海進人日本海的寒流，一部分流至朝鮮東岸，稱北朝鮮寒流，一部分流向海區中部，稱中日本海寒流。
潮汐類型有半日潮、日潮和混合潮。在朝鮮海峽為半日潮，朝鮮半島東岸為日潮，彼得大帝灣和東朝鮮灣為混合潮。潮波主要來自東海。潮差一般0.2～0.5米，在朝鮮海峽附近2～3米。
海水表層水溫自北向南遞增，東部高于西部。11月至翌年5月為結冰期，結冰區距海岸達55.6千米，一般冰厚0.6～0.8米，破冰船可開通部分航道。朝鮮元山與津輕海峽連線以北有浮冰，浮冰范圍2月最大。東朝鮮灣1～3月為結冰期。鄂霍次克海的流冰常經宗谷海峽（拉彼魯愆海峽）達日本海內，5月初融化，融冰加強了向南的寒流。海水溫度躍層現象明顯，通常出現雙躍層，即上躍層（季節性躍層）和下躍層（主躍層）。春夏季節，在0～25米處形成上溫躍層，夏末秋初，上下混合加強，9月下降到25～50米處，11月下降到50～100米處，秋冬季上下混合進一步加強。下溫躍層，在暖水區深度為200～250米處，冷水區位于150～200米處，水溫一般從10～12℃下降到1.5～3.0℃，下溫躍層的深度和溫度比較穩定。
海洋生物約有600種，是世界著名漁場。沿海捕漁業和水產業發達。著名港口有俄羅斯的符拉迪沃斯托克（海參崴）、納霍德卡，朝鮮的元山、興南、清津，韓國的墨湖、浦項、釜山，日本的新瀉、敦賀、舞鶴、下關、北九州等。上述港口除韓國的釜山和日本的北九州外，其他都不大，但重要的軍事基地卻不少。符拉迪沃斯托克（海參崴）是俄羅斯遠東第二大城市、交通樞紐，俄太平洋艦隊、太平洋邊防軍司令部駐地，海域附近的俄海軍基地還有蘇維埃港、科爾薩科夫、亞歷山德羅夫斯克等。韓國有墨湖、浦項、釜山等海軍基地，日本有舞鶴、大湊、佐世保等海軍基地。
紅海是印度洋西北伸入非洲大陸和阿拉伯半島之間的陸間海。東南經曼德海峽通亞丁灣入印度洋，西北經蘇伊士運河通地中海達大西洋，是印度洋北部和大西洋之間的捷徑，為聯結亞、歐、非三大洲的重要海上通道。
紅海是人類歷史上航海活動較早的海域之一。早在公元前3000～前2000年，腓尼基人就開始在紅海進行航海活動，公元前1400年埃及原始的古地圖中就繪有紅海海岸線。公元前10世紀以來，紅海沿岸國與印度洋和東亞地區海上貿易逐步興盛起來，紅海成為一條活躍的商路。1430-～1433年，中國航海家鄭和在第七次下西洋時，曾派人人紅海到天方（今麥加）。從19世紀30年代起，英國人進人紅海地區，控制丕林島和曼德海峽，成為紅海的霸主。1 869年蘇伊士運河通航后，紅海的軍事和經濟價值大增，第二次世界大戰中成為交戰國爭奪的海域。四次中東戰爭使蘇伊士運河兩度關閉，西奈半島曾被以色列占領多年，非洲之角的歐加登之戰，都直接或間接地影響紅海的交通和軍事價值。
紅海在地質史上是一個比較年輕的海，按照板塊構造說，它還處于幼年期。其發展的第一個階段，非洲板塊與阿拉伯板塊的分離大約始于新生代始新世后期（5000萬年前），漸新世后期（3500萬年前）蘇伊士灣開裂，中新世初期（2500萬年前）紅海北部已經形成。第二階段大約始于300～400萬年前，產生亞喀巴灣海槽及紅海南半部，兩岸以年平均1.5厘米的速度分離。紅海大致呈西北一東南走向，從蘇伊士灣至曼德海峽長約2250千米，寬145～306千米，平均寬290千米，最寬處355千米，面積45萬平方千米。
紅海為東非大裂谷東支的向北延伸部分，中央為寬約20千米的海槽，海槽與兩側海岸線相互平行，相距約177千米，海槽深度變化很大，出現深邃的裂隙，形成更深的海槽，構成“槽中有槽”的復雜地貌。
紅海東西兩岸大致平行，多沙岸，部分為巖岸，沿岸有較寬廣的大陸架。南部岸線曲折，多港灣，島嶼多集中在南部，較大蘇的有丹沿立岸的特里薩亞沿岸的達赫拉克群島、沙特阿拉伯沿岸的費拉桑群島、蘇丹沿岸的薩瓦金群島、也門沿岸的祖蓋爾島和卡馬蘭島等，北部岸線平直，近岸分布著一些珊瑚礁。
紅海北端大約在北緯28。附近被西奈半島分成兩個海灣：東側為亞喀巴灣，長189千米，寬19～27千米，兩岸平原狹窄，海水很深，平均深1000米，最深達1828米，灣頂是約旦、巴勒斯坦和以色列在紅海的唯一出口，灣口為蒂朗海峽，峽中有蒂郎及薩納費爾島，形勢險要，航行不便；西側為蘇伊士灣，長325千米，寬14～48千米，大部分水深30～70米，是經蘇伊士運河出入紅海的要沖。
紅海地區屬熱帶沙漠氣兼有季風氣候特征。氣候干熱，雨量稀少，平均氣溫：2月18～26℃，8月28～32℃。常年盛行北風和東北風，南部多南風和東南風。夏季常有塵埃和沙暴，沙暴發生時，能見度僅幾十米。表層海水溫度：夏季27～32℃，冬季19～26℃。年平均降水量北部25毫米，南部200毫米，年蒸發量2 100毫米。兩岸無常年河水注人，以亞丁灣流人的海流為主要補充水源。
紅海流冬季時亞丁灣含鹽度較低的表層海水在風力推動下向西北曼德海峽流入紅海，而含鹽度較高的紅海水在密度流推動下，從深層向東南流入丁灣，夏流和底層流流人亞丁灣，中層流流人紅海，表層海流流速約1節，南部可達2節。潮汐多為半日潮，當南端高潮時，北端為低潮，南北兩端大潮潮差分別為1米和0.6米。紅海為世界鹽度最高的海域之一，南端鹽度相對較低，也達36‰，北部蘇伊士灣更高達40‰，海槽中部裂隙深處的“熱洞”區，鹽度可達74‰～310‰。
紅海資源豐富，蘊藏有石油和天然氣資源，有鹽、石膏、白云巖等礦物，“熱洞”區有海底熱泉，含有鐵、鋅、銅、鉛、銀和金等礦物紅海沿岸北有約旦、巴勒斯坦和以色列，東有也門、沙特阿拉伯，西有埃及、蘇丹、厄立特里亞、吉布提等9個國家。地處兩大洲結合部附近，兩洋的交通線上，每年有2萬多艘艦船通過，尤其是隨著中東石油的開發，戰略地位更加重要。在1991年的海灣戰爭中，是以美國為首的多國部隊對伊拉克進行海上封鎖和海上作戰的水域之一，也是美軍“戰斧”式巡航導彈首次用于實戰的部署和發射區之一。海灣戰爭后，美國在紅海常駐有數艘軍艦，1995年7月美海軍第五艦隊創建后，將紅海劃人第五艦隊的作戰轄區。
沿岸雖沒有大型港口，但小型港口和軍事基地較多，主要港口有:埃及的蘇伊士港、塞法杰港和古塞爾，約旦的亞喀巴，以色列的埃拉特，蘇丹的蘇丹港，埃及的陶菲克港、塞法杰港，也門的荷臺達，厄立特里亞的米齊瓦、阿薩布，沙特阿拉伯的延布、沃季，以色列的埃拉特建有海、空軍基地。
2001年9月，中國海軍出訪歐洲四國艦艇編隊首次基駛入紅海。
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