马尔马拉海东西长270千米，南北宽约70千米,面积为11 000平方千米，只相当于我国的4.5个太湖那么大，是世界上最小的海。

马尔马拉海位于亚洲小亚细亚半岛和欧洲的巴尔干半岛之间，是欧亚大陆之间断层下陷而形成的内海 。海岸陡峭，平均深度183米，最深处达1355米。原先的一些山峰露出水面变成了岛屿。岛上盛产大理石，希腊语"马尔马拉"就是大理石的意思。海中最大的马尔马拉岛，也是用大理石来命名的。

马尔马拉海东北端经博斯普鲁斯海峡通黑海，西南经达达尼尔海峡通地中海和大西洋，是欧、亚两洲的天然分界线，地理位置十分重要。