北海，长约965公里，北部宽为580公里。总面积为60万平方公里，平均水深为91米，容积为15.5万立方公里。该海区内几个岛屿共占面积为的73平方公里。

地质

北海被认为是陆缘海，即它的整个构造海盆都在大陆（恰与大洋性的相反）地壳上。该海盆，在某种程度上，是一个地槽（长条沉积矿床的位置），从前至少有两次褶皱成山脉。每一次，这些山脉都被冲刷走，只留下英格兰与大陆之间的浅盆。大约在2.3亿年前，北海周围的陆地都是沙漠，由于蒸发量大，从北方流入的水有限，形成了巨大的蒸发岩沉积。在北海海底和德国、丹麦发现的盐丘和构造，就是这些蒸发岩的代表。北海海底构造形成的历史，与北海及其邻近国家现正在开发的广阔油田有直接的联系。

当然，北海的海底都属陆架。该海的南半部是水深为40米的海台。海底逐渐向北倾斜，到设得兰群岛以西陆架边缘，水深达183米左右。绕过挪威南端到陆架边缘以外，为一罕见的海峡（挪威海峡），其深度约为600米。一些海洋学家认为该海谷是大陆冰川冲刷形成的。还有其它末次冰期（11000～8000年前）的残迹，那就是海平面低水位和冰川冰碛时遗留下来的河谷状的切割（所谓冰川冰碛，就是当冰川融化时，沉积物在冰川前沿进行堆积）。英国和丹麦之间的多格尔沙洲就是一个例子，其水深仅13米。海底沉积物主要为冰川砾石、沙和粉沙。其中粉沙到处都有，这是由于受洋流和浪的作用，重新被搬运的缘故。

洋流

北海的水环流，同时受北来的大西洋水和东来的波罗的海水的影响，而从南部多佛尔海峡流入的水则非常少。大部分海水来自北大西洋暖流，沿奥克尼和设得兰群岛近岸南流。到南部后转为反时针方向，并沿挪威海岸流出，成为波罗的海的洋流。表层水温，2月为2～7℃，8月为11～17℃。盐度随地区、季节而不同。由于大陆江河（莱茵河、易北河、威悉河、埃姆斯河和斯海尔德河）流入大量淡水，在挪威、丹麦、荷兰和德国等沿岸水域，即使冬季不太冷，也都结冰。而西部，由于入海淡水较少，并受北大西洋暖流的影响，即使是冬季也无冰。