Avrupa kıt'asının kuzeybatı kıyıları arasında İngiltere'nin doğusunda yer alır. Güneyinde Dover Boğazı ve Manş Denizi ile Atlas Okyanusu'na, doğusunda da Skagerrak ve Kattegat Boğazları'yla Baltık Denizi'ne bağlanır.

Kuzey Buz Denizi sığ bir denizdir. Bu durum gelgit olayının, özellikle İngiltere kıyılarında uzun sürmesine neden olur. Balık bakımından zengin olan denizde, yazın ve sonbaharda su yüzeyinde balık sürüleri çok sık görülür.

Kuzey Buz Denizi petrol arama çalışmaları yapılan ilk denizlerden biridir. Ayrıca işlek bir deniz ticaret yolu olan boğaz kıyılarında Avrupa'nın önemli limanlarından bazıları bulunur. Kuzey Buz Denizi, Ren, Elbe ve Thames gibi ırmakların sularının döküldüğü bir denizdir.