Tümü Türkiye sınırları içinde yer alan Akdeniz'e bağlı iç deniz. Marmara Denizi, İstanbul Boğazı'yla Karadeniz'e, Çanakkale Boğazı'yla da Akdeniz'e açılır. Denizin yüz ölçümü 11 350 km2, uzunluğu 278 km'dir. Marmara Denizi'nin en geniş yeri Silivri ile Kurşunlu (76 km) arasıdır.

Fazla girintili çıkıntılı olmayan Marmara Denizi'nin Anadolu kıyılarında oluşturduğu başlıca girintiler, İzmit, Gemlik, Erdek ve Bandırma körfezleridir. Marmara'da en derin noktalar, doğuda Adaların (İmralı Adası ve Marmara Adaları) hemen güneyindeki 1238 metreye inen çukurdur.

Marmara'nın yüzey suları Ege Denizi ve Akdeniz'e göre daha az tuzludur. Ortalama tuzluluk oranı binde 22'dir. Bu suların sıcaklığı yazın 24-26°C, kışın ise 7-9°C arasında değişir. Marmara Denizi'nde gelgit olayı nedeniyle önemli bir düzey değişikliği görülmez. Ancak şiddetli rüzgârların neden olduğu fırtınalar, yüksekliği bir metreye yükselen dalgalara neden olur.

Marmara Denizi son yıllarda yoğun bir kirlenme altındadır. Bu durum turizmi olumsuz yönde etkilediği gibi İzmit Körfezi'ni de hızla ölü bir denize dönüştürmektedir. Eskiden yüzü aşkın balık türünün yaşadığı Marmara'da bugün çok daha az balık türü yaşayabilmektedir.