동해는 아시아 대륙의 동북부, 한반도 및 러시아의 연해주와 일본열도, 사할린섬으로 둘러싸인 연해(緣海)로 남북의 길이 약 1,700km, 동서의 최대길이 약 1,110km이며, 넓이는 약 1,007,300㎢이다.

동해는 신생대 제3기말에 대단층 운동으로 함몰하여 생성된 해분(海盆)으로 태평양과는 쓰가루해협(津輕海峽), 동중국해와는 대한해협(大韓海峽), 오호츠크해와는 라페루즈해협(일명 宗谷海峽)과 타타르해협을 통하여 연결된다.

동해 3,000m이상의 심해부(深海部)는 약 30만㎢나 되며, 평균수심은 1,684m이고, 가장 깊은 곳은북동쪽 오구시리섬(墺尻島)부근의 3,762m이다. 대륙붕은 약 21만㎢로 전체 넓이의 약 1/5정도이다. 전체적으로 볼 때 동부보다 서부가 깊고 남부보다 북부가 깊다.

해저지형은 북위 40°선을 기준으로 북부가 단순하고 남부는 복잡하다. 동해의 남부중심에는 울릉도(37°-29´N, 130°-55´E)와 독도(37°-14´N, 131°-52´E)가 있고, 일본측 서남부에는 오키제도가있다.

동해의 북쪽 40°N 부근에서는 대한난류와 북한한류가 마주쳐 이른바 조경(潮境)을 이루어 좋은 어장을 형성한다. 해저곡(海底谷)이 발달한 동한만은 저서어류(底棲魚類)의 어장으로 세계 4대어장의 하나인 북태평양서부 어장중에서 중심어장을 이룬다.