日本海是太平洋西北部边缘海，周围的国家有俄罗斯、中国、朝鲜、韩国和日本。海域轮廓略呈不规则的菱形。东北端通鄂霍次克海的鞑靼海峡和宗谷海峡（拉彼鲁愆海峡），西南端通东海的朝鲜海峡、日本濑户内海的关门海峡，东面通太平洋的津轻海峡。
日本海形成于地质上新第三纪初期至中期，是典型的岛弧内侧边缘海。东西两侧陆地为东北一西南走向中低山脉。海岸线长7600千米，大部较平直。海岸切割较弱，西侧海岸大多稍陡，东侧海岸较为低平，比西岸曲折多港湾。海域中间没有岛屿，西侧离岸稍远的只有郁陵岛，具有独立岛架。东侧边沿由北向南为日本北海道岛、本州岛、九州岛，在这几个岛的近岸散列着一些小岛，较大的有利尻岛、佐渡岛、隐岐诸岛等。朝鲜海峡两侧的岛礁很海湾大陆一侧有大彼得湾、东朝鲜湾、迎日湾，北海道有石狩湾，本州岛有富山湾、若狭湾等。入海河流大都短小，较大的江河为图们江。
海底地形以深海平原为主。大陆架较窄，面积28.4万平方千米，约占总面积的1/4。如同沿海陆地地带一样，西侧海底坡较陡，大陆架宽度10海里左右，外缘水深约140米，2000米等深线距岸很近，东侧坡度稍缓，岛架外缘水深200米。以南北方为梯级，北纬44°以北海域水浅，连接南北走向的鞑靼海槽呈台阶状向南降低，南北方向上水深1400～2600米。北纬40°～44°之间海域为日本海盆，西、北、东面坡度大，南侧为大和浅滩（亚马托海底高地）。海盆底部平坦，大部水深超过3000米，约占日本海积的一半。北纬40°以南海底崎岖复杂，有中型海底地貌，如海岭、海盆、海槽、海台和海底谷等。西南部较平坦，朝鲜海峡北口有对马海盆。大和浅滩，最浅水深236米，西北侧有北大和浅滩，水深411米。一条宽阔的海底山脉-——大和海岭，从南面隐歧诸岛向北延伸至大和浅滩。
属寒温带季风气候区，南部气温明显高于北部。12月至翌年3月盛行西北季风，风力较强，东部有风暴。夏季盛行东南风，5～10月有热带风暴，最大风力达10级以上。2月平均气温：北部约-8℃，南部4℃，8月平均气温：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月为雨季，4～8月为雾季。6～7月，南部的偏南向热带暖湿季风吹经北部冷水区时，易形成浓雾。
由于日本海与太平洋间的海峡中海槛较高，水交换只在表层进行，使日本海具有比较独立的水文特征。海流呈气旋形环流。来自东海的对马暖流主要分支沿东岸北上，流速0.5～1节，从津轻海峡和宗谷海峡（拉彼鲁海峡）流出，从鄂霍次克海经鞑靼海峡流人的利曼海流沿西岸南下，流速约0.5节。对马暖流从朝鲜海峡流人日本海后，除上述支流外，另一分支向北流动，此分支又分为：沿朝鲜半岛东岸北上的东朝鲜暖流，绕过隐歧诸岛与郁陵岛之间的南日本环流圈与东岸主要分支汇合成另一支流。从鄂霍次克海进人日本海的寒流，一部分流至朝鲜东岸，称北朝鲜寒流，一部分流向海区中部，称中日本海寒流。
潮汐类型有半日潮、日潮和混合潮。在朝鲜海峡为半日潮，朝鲜半岛东岸为日潮，彼得大帝湾和东朝鲜湾为混合潮。潮波主要来自东海。潮差一般0.2～0.5米，在朝鲜海峡附近2～3米。
海水表层水温自北向南递增，东部高于西部。11月至翌年5月为结冰期，结冰区距海岸达55.6千米，一般冰厚0.6～0.8米，破冰船可开通部分航道。朝鲜元山与津轻海峡连线以北有浮冰，浮冰范围2月最大。东朝鲜湾1～3月为结冰期。鄂霍次克海的流冰常经宗谷海峡（拉彼鲁愆海峡）达日本海内，5月初融化，融冰加强了向南的寒流。海水温度跃层现象明显，通常出现双跃层，即上跃层（季节性跃层）和下跃层（主跃层）。春夏季节，在0～25米处形成上温跃层，夏末秋初，上下混合加强，9月下降到25～50米处，11月下降到50～100米处，秋冬季上下混合进一步加强。下温跃层，在暖水区深度为200～250米处，冷水区位于150～200米处，水温一般从10～12℃下降到1.5～3.0℃，下温跃层的深度和温度比较稳定。
海洋生物约有600种，是世界著名渔场。沿海捕渔业和水产业发达。著名港口有俄罗斯的符拉迪沃斯托克（海参崴）、纳霍德卡，朝鲜的元山、兴南、清津，韩国的墨湖、浦项、釜山，日本的新瀉、敦贺、舞鹤、下关、北九州等。上述港口除韩国的釜山和日本的北九州外，其他都不大，但重要的军事基地却不少。符拉迪沃斯托克（海参崴）是俄罗斯远东第二大城市、交通枢纽，俄太平洋舰队、太平洋边防军司令部驻地，海域附近的俄海军基地还有苏维埃港、科尔萨科夫、亚历山德罗夫斯克等。韩国有墨湖、浦项、釜山等海军基地，日本有舞鹤、大凑、佐世保等海军基地。
红海是印度洋西北伸入非洲大陆和阿拉伯半岛之间的陆间海。东南经曼德海峡通亚丁湾入印度洋，西北经苏伊士运河通地中海达大西洋，是印度洋北部和大西洋之间的捷径，为联结亚、欧、非三大洲的重要海上通道。
红海是人类历史上航海活动较早的海域之一。早在公元前3000～前2000年，腓尼基人就开始在红海进行航海活动，公元前1400年埃及原始的古地图中就绘有紅海海岸线。公元前10世纪以来，红海沿岸国与印度洋和东亚地区海上贸易逐步兴盛起来，红海成为一条活跃的商路。1430-～1433年，中国航海家郑和在第七次下西洋时，曾派人人红海到天方（今麦加）。从19世纪30年代起，英国人进人红海地区，控制丕林岛和曼德海峡，成为红海的霸主。1 869年苏伊士运河通航后，红海的军事和经济价值大增，第二次世界大战中成为交战国争夺的海域。四次中东战争使苏伊士运河两度关闭，西奈半岛曾被以色列占领多年，非洲之角的欧加登之战，都直接或间接地影响红海的交通和军事价值。
红海在地质史上是一个比较年轻的海，按照板块构造说，它还处于幼年期。其发展的第一个阶段，非洲板块与阿拉伯板块的分离大约始于新生代始新世后期（5000万年前），渐新世后期（3500万年前）苏伊士湾开裂，中新世初期（2500万年前）红海北部已经形成。第二阶段大约始于300～400万年前，产生亚喀巴湾海槽及红海南半部，两岸以年平均1.5厘米的速度分离。红海大致呈西北一东南走向，从苏伊士湾至曼德海峡长约2250千米，宽145～306千米，平均宽290千米，最宽处355千米，面积45万平方千米。
红海为东非大裂谷东支的向北延伸部分，中央为宽约20千米的海槽，海槽与两侧海岸线相互平行，相距约177千米，海槽深度变化很大，出现深邃的裂隙，形成更深的海槽，构成“槽中有槽”的复杂地貌。
红海东西两岸大致平行，多沙岸，部分为岩岸，沿岸有较宽广的大陆架。南部岸线曲折，多港湾，岛屿多集中在南部，较大苏的有丹沿立岸的特里萨亚沿岸的达赫拉克群岛、沙特阿拉伯沿岸的费拉桑群岛、苏丹沿岸的萨瓦金群岛、也门沿岸的祖盖尔岛和卡马兰岛等，北部岸线平直，近岸分布着一些珊瑚礁。
红海北端大约在北纬28。附近被西奈半岛分成两个海湾：东侧为亚喀巴湾，长189千米，宽19～27千米，两岸平原狭窄，海水很深，平均深1000米，最深达1828米，湾顶是约旦、巴勒斯坦和以色列在红海的唯一出口，湾口为蒂朗海峡，峡中有蒂郎及萨纳费尔岛，形势险要，航行不便；西侧为苏伊士湾，长325千米，宽14～48千米，大部分水深30～70米，是经苏伊士运河出入红海的要冲。
红海地区属热带沙漠气兼有季风气候特征。气候干热，雨量稀少，平均气温：2月18～26℃，8月28～32℃。常年盛行北风和东北风，南部多南风和东南风。夏季常有尘埃和沙暴，沙暴发生时，能见度仅几十米。表层海水温度：夏季27～32℃，冬季19～26℃。年平均降水量北部25毫米，南部200毫米，年蒸发量2 100毫米。两岸无常年河水注人，以亚丁湾流人的海流为主要补充水源。
红海流冬季时亚丁湾含盐度较低的表层海水在风力推动下向西北曼德海峡流入红海，而含盐度较高的红海水在密度流推动下，从深层向东南流入丁湾，夏流和底层流流人亚丁湾，中层流流人红海，表层海流流速约1节，南部可达2节。潮汐多为半日潮，当南端高潮时，北端为低潮，南北两端大潮潮差分别为1米和0.6米。红海为世界盐度最高的海域之一，南端盐度相对较低，也达36‰，北部苏伊士湾更高达40‰，海槽中部裂隙深处的“热洞”区，盐度可达74‰～310‰。
红海资源丰富，蕴藏有石油和天然气资源，有盐、石膏、白云岩等矿物，“热洞”区有海底热泉，含有铁、锌、铜、铅、银和金等矿物红海沿岸北有约旦、巴勒斯坦和以色列，东有也门、沙特阿拉伯，西有埃及、苏丹、厄立特里亚、吉布提等9个国家。地处两大洲结合部附近，两洋的交通线上，每年有2万多艘舰船通过，尤其是随着中东石油的开发，战略地位更加重要。在1991年的海湾战争中，是以美国为首的多国部队对伊拉克进行海上封锁和海上作战的水域之一，也是美军“战斧”式巡航导弹首次用于实战的部署和发射区之一。海湾战争后，美国在红海常驻有数艘军舰，1995年7月美海军第五舰队创建后，将红海划人第五舰队的作战辖区。
沿岸虽没有大型港口，但小型港口和军事基地较多，主要港口有:埃及的苏伊士港、塞法杰港和古塞尔，约旦的亚喀巴，以色列的埃拉特，苏丹的苏丹港，埃及的陶菲克港、塞法杰港，也门的荷台达，厄立特里亚的米齐瓦、阿萨布，沙特阿拉伯的延布、沃季，以色列的埃拉特建有海、空军基地。
2001年9月，中国海军出访欧洲四国舰艇编队首次基驶入红海。
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