馬爾馬拉海東西長270千米，南北寬約70千米,面積為11 000平方千米，只相當于中國的4.5個太湖那么大，是世界上最小的海。

馬爾馬拉海位于亞洲小亞細亞半島和歐洲的巴爾干半島之間，是歐亞大陸之間斷層下陷而形成的內海 。海岸陡峭，平均深度183米，最深處達1355米。原先的一些山峰露出水面變成了島嶼。島上盛產大理石，希臘語“馬爾馬拉”就是大理石的意思。海中最大的馬爾馬拉島，也是用大理石來命名的。

馬爾馬拉海東北端經博斯普魯斯海峽通黑海，西南經達達尼爾海峽通地中海和大西洋，是歐、亞兩洲的天然分界線，地理位置十分重要。