Площта на Черно море е 420 000кв. км. , максималната дълбочина е 2212м, а средната 1253м. Най-голямата дължина е между градовете Бургас иКабулети - 1167км, а най-голямата ширина - между Березански лиман и нос Гиресун - 624км. В най-тясната част между нос Сарич (полуостров Крим) инос Керемне (полуостров Синоп) ширината е 263км. Черно море вмества около 537хил. км вода.
Поради обилния приток на речни води, морската вода на Черно море е по-слабо солено (17,3%), отколкото в Средиземно море, което има около 36% . Чистите води в открито море има син до зеленикаво-син цвят, а край бреговете (вследствие наличието на наноси)- най-често зелен цвят. Прозрачността на водата в открито море достига 30м, а край бреговете е 7-8м. През летните месеци морската вода около крайбрежието се затопля до 24-28°C.
Поради малките му размери в Черно море се образуват незначителни приливи и отливи (3-8см). При буря ветровете предизвикват значително по-големи колебания на морското равнище (10-20см.). Основното морско течение в западната част на Черно море е в посока обратна на движението на часовниковата стрелка. По българското крайбрежие е от север на юг.
Флората в Черно море обхваща 292 вида макрофитни, около 700 вида микрофитни водорасли, значителен брой бактерии, гъби и само няколко вида покритосеменни растения. Солеността е решаващ фактор за формиране на флората в морето. Температурата на водата играе предимно регулираща роля, която се проявява в сезонната смяна на водорасловите комплекси. Основният състав на черно морската флора се е формирал по пътя на аклиматизацията насредиземноморските имигранти. Имиграцията на водорасли продължава и в наши дни, посредством пренасяне от морските течения, чрез обрастване на подводните части на корабите, от птици, риби, безгръбначни животни и други. Пример за автохтонната флора преди Черно море да се свърже със Средиземно са кремъчните водорасли. Известни са близо 700 вида миоценски изкопаеми от тях живели в древния Черноморски басейн. Те обаче са значително повече от съвременните видове.
Голямо разнообразие има сред кафявите и червените водорасли. Сред червените водорасли специално трябва да се отбележат от род Phyllophora. През 1908г. Известния хидробиолог С. А. Зернов открива съобщества от неприкрепена към дъното Phyllophora в северозападната част на Черно море - по-късно този район получава името “Филофорно поле на Зернов”. В продължение на много години Филофорното поле на Зернов е било важен елемент от морската екосистема, функционирайки като мощен източник на кислород, субстрат за обрастване и прикрепване на организми и убежище за множество животински видове. Неговата площ през 1950г. е била 11 000 км, а общата му биомаса е варирала между 7 и 10 млн. тона. Тя намалява до 1,4млн. тона през 80-те и от 0,3 до 0,5млн. Тона в началото на 90-те години на 20в., а заеманата площ е не повече от 500км. Този упадък представлява не проста загуба на ценна суровина на фармацевтичната промишленост, а на-вече изчезването на важен източник на кислород на дълбочини между 20-60m във Филофорното поле на Зернов. Дневното количество на кислород от фотосинтезата в неговата запазена част възлиза на 2 млн. мл. Филофората е била основен вид на т.нар.Филофорна биоценоза, която е включвала до 120 вида безгръбначни и 50 вида риби. С изчезването на ключовите видове цялата биоценоза е рухнала.
Подобни промени се случват и по крайбрежието. Голямото кафяво водорасло Cystoseira barbata е ключов вид за подобна биоценоза, включваща десетки от други макро- и микроводорасли, безгръбначни и риби. Cystoseira е много чувствително към замърсяване, особено към еутрофикацията, и изчезва при количество хранителни вещества се увеличават над приемливото за него ниво. В такива случаи цялата биоценоза изчезва заедно с кафявото водорасло.
Връзката между Черно и Средиземно море е причина за преселването на фитопланктон характерен за Атлантическия океан. Черно море е заселено основно от комополитни видове - най-често пирофитовите. Същото се отнася и за планктонните синьозелени и зелени водорасли. Във флирата на Черно мореима и много сладководни планктонни и бентостни водорасли, които влизат в него с речните води, вливащи се в морето. Тяхното участие във фитопланктона и фитобентоса обаче само локално значение на зоната, до която се простира влиянието на сладките води от континенталния изток.
Висшите многоклеръчни дънни водорасли в Черно море се обединават в 10 фитогеографски групи, като ръководеща роля от тях имат широкобореалните, долнобореалните и бореално-трипоческите видове. От Черноморските бентостни водорасли 232 вида се срещат в Атлантическия океан. В същото време други 216 вида са типични средиземноморски ендемити. Най-малък е броят на видивете общи с Каспийско море (51 броя) и Азовско море (39 броя).
В Черно море са установени 1966 вида животни. Сред тези животни са включени и редица средиземноморски видове, за които се смята, че не могат напълно да се адаптират към условията за живот в Черно море.
Рибите и бозайниците премонават от Мраморно в Черно море активно. Една част от тях остават завинаги в него и запазват способността си да се размножават, а други навлизат само за определен период от време с цел намиране на храна, а след това се връщат в Мраморно море, за да се размножат. Черно море е обитавано от около 180 вида риба и три вида делфини. До последната четвърт на 20в. в Черно море живее и застрашеният тюлен монах.
Планктонните морски организми, които не могат да плуват биват транспортирни от теченията. Те се внасят чрез течението идващо през Босфора, след което голяма част от тях попадат в повърхностните течения. Така биват разселвани в различни краища на морето. В Черно море средиземноморската дънна фауна е заела постепенно цялаъа шелфова зона. Разпределението и е неравномерно и могат да се различават три фаунистични района.
Първият обхваща акваторията ограничена от южния бряг на Крим, Кавказкото крайбрежие и източната част на Анадолското крайбрежие. Заселен е с най-типичната за Черно море фауна.
Вторият район се простира на запад от южния бряг на Крим и стига на юг до нос Емине.
Третият район обхваща южната половина на западното крайбрежие и западната половина на Анадолското крайбрежие. Този район се намира под относително най-силно влияние на средиземноморските води и поради тази причина тук се срещат някои средиземноморски видове, които не обитават други части на Черно море.
Поради това, че температурите в Черно море са сравнително по-ниски от тези в Средиземно в него са се заселили по-студенолюбиви средиземноморски обитатели, каквито са преди всичко видовете от североатлантически произход. Така например от морските гъби обитаващи Черно море 82,8% са северноатлантически, а само 7,2% са средиземноморски ендемити.
Приблизително 20% от фауната на Средиземно море е имифрирала и се е заселила в Черно море. Преминаването на средиземноморските животни вЧерно море и днес продължава. Постоянно се откриват нови видове преселници от крайбрежието на Америка, Западна Европа, Япония и други. Наскоро са открити два вида морски жълъди, намерени като обрастители по корабите. Откривани са и видове, за които учените са предполагали, че поради ниската соленост на Черно море не могат да живеят в него.
Поради веъзката си в миналото с Каспийско море се срещат и известен брой каспийски реликти. Най-много автохтонни видове се срещат между ракообразните, червеите, мидите, охлювите и рибите. Около 80% от реликтната фауна има морски произходи.
