渤海西部的浅水海湾，京津的海上门户，华北海运枢纽。三面环陆，与河北、天津、山东的陆岸相邻，东以滦河口至黄河口的连线为界与渤海相通。面积1.59万平方公里，约占渤海1/5。此外，渤海湾湾口亦有从大清河口到黄河口的划法。海底地势由岸向湾中缓慢加深，平均水深12.5米。

　　地质与地貌：渤海湾正处在中生代古老地台活化地区，位于冀中、黄骅、济阳三拗陷边缘，经历了各个地质时期的构造运动和地貌演变，形成湖盆，并在其上覆有1～7公里巨厚松散沉积层。沿岸几乎全为第三纪沉积物，形成典型的粉砂淤泥质海岸。又因几经海水进退作用，使海湾西岸遗存有沿岸泥炭层和3条贝壳堤（见天津贝壳堤）。海底沉积物均来自河流挟带的大量泥砂，经水动力的分选作用，呈不规则的带状和斑块状分布。一般来说，沿岸粒度较粗，多粉砂和粘土粉砂，东北部沿岸多砂质粉砂；海湾中部粒度较细，多粘土软泥和粉砂质软泥。

　　水文与气候沿岸河流含沙量大，滩涂广阔，淤积严重。流入海湾的主要河流有黄河、海河、蓟运河和滦河。（1）黄河以水少沙多著称。年均径流量440亿立方米（郑州附近花园口水文站），多年平均输沙量16亿吨，约占渤海输沙量的90％以上，是渤海湾现代沉积物主要来源。（2）海河水系年均径流量为211.6亿立方米，年均输沙量600万吨。1958年海河建闸后，径流量锐减，年均径流量仅7.1亿立方米，年输沙量不足30万吨，对渤海湾地貌发育的影响已大为减小。（3）蓟运河为蓄泄河道，1922～1957年年均径流量7.4亿立方米，年均输沙量70～100万吨。1958年建闸后，年径流量和年输沙量分别为0.66亿立方米和1.56万吨。

　　（4）滦河年均径流量47.9亿立方米，年输沙量2210万吨。由上可见，黄河大量泥沙的入海和扩散，是渤海湾泥沙主要来源。滦河入海泥沙的向西南运移，虽为数不多，但仍不容忽视，使渤海湾水下不断淤浅，滩面扩增。如北堡—涧河的滩面，1958～1984年年均向海延伸1.5公里，沉积厚度年均增11.5厘米。为其他海区所罕见。

　　大陆性季风气候显著，水文状况变化复杂。由于渤海湾为三而环陆的半封闭性海湾，位于中纬度季风区，离蒙古高原较近，因此，气候有显著“大陆性”特征：一是季风显著；二是冬寒夏热，四季分明，看秋短促，气温年变差大；三是雨季很短，集中在夏季，7、8两月降水量占全年的64～68％，春季少雨，降水量的年际变化也很大。

　　水温、盐度分布特征是：空间分布较均匀，时间变化显著。水温冬季沿岸低于湾中，以1月最低，略低于0℃；夏季沿岸高于湾中，8月最高，约为28℃，水温年变差在28℃以上。冬季常结冰，冰期始于12月，终于翌年3月。冰量为5～8级（以冰盖面占总海面的十分比为级）。历史上曾出现两次（1936和1969年）严重大冰封、湾内冰丘迤逦，全被封冻，冰厚50～70厘米，最厚达1米。盐度分布趋势是湾中高于近岸，分别为29～31‰和23～29‰。但紧邻岸滩一带，受沿岸盐田排卤的影响，盐度高达33‰。盐度的年变差为8‰。

　　渤海湾的潮汐属正规和不正规半日潮，平均潮差为2～3米，大潮潮差为4米左右。落潮的延时大于涨潮的延时，分别为7和5小时。海浪以风浪为主，平均波高约为0.6米，最大波高可达4.0～5.0米。

　　渤海湾有丰富的油气资源。由于渤海湾为陆上黄骅含油拗陷的自然延伸地带，生油凹陷面积大，第三系沉积厚，含油前景很大，为中国油气资源较丰富的海域之一（见大港区）。地下热水、煤成气藏资源也丰富。渤海湾滩涂广阔，潮间带宽达3～7.3公里，淤泥滩蓄水条件好，利于盐业开发。长芦盐区是中国最大盐场，盐产量占全国的1/3弱。另外，渤海湾，尤其在河口附近，浮游生物和底栖生物多，为鱼虾洄游、索饵、产卵的良好场所，出产多种鱼、虾、蟹、贝。