Уступая по размерам Берингову и Охотскому, Японское море - одно из наиболее крупных и глубоких российских морей. Его площадь — 1 062 тыс. км2, объем — 1 630 тыс. км3, средняя глубина — 1 536 м, наибольшая глубина — 3699 м.
Береговая линия изрезана сравнительно слабо. Наиболее простое по очертаниям побережье Сахалина, более изрезаны берега Приморья и Японских островов. Крупные заливы материкового берега: Де-Кастри, Советская Гавань, Петра Великого, Посьет, Корейский.
Японское море соединяется Сангарским проливом с глубинами до 400 м с Тихим океаном. Проливы Невельского и Лаперу-за связывают Японское и Охотское моря, а Корейский пролив с наибольшей глубиной около 110 м соединяет Японское и Восточно-Китайское моря; узкий пролив Каммон между островами Хонсю и Кюсю ведет во Внутреннее Японское море.
Рельеф дна моря довольно сложный. В нем выделяют северную часть (к северу от 44° с. ш.), центральную (между 40 и 44° с. ш.) и южную (к югу от 40° с. ш.).
Дно северной части моря представляет собой своего рода широкий желоб, поднимающийся и сужающийся к северу. Глубины в нем изменяются от 2300 — 2600 м на юге до 900 — 1400 м на севере.
Центральная часть моря - глубокая замкнутая котловина, с запада, севера и востока ограниченная крутыми спускающимися в море склонами горных сооружений Приморья, полуострова Корея, островов Хоккайдо и Хонсю, а с юга - склонами подводной возвышенности Ямато. Дно котловины расположено на глубинах около 3500 м.
Южная часть моря отличается сложным рельефом, т. к. в этом районе находятся краевые части крупных горных систем -Курило-Камчатской, Японской и Рюкю. Центральное место здесь занимает обширная подводная возвышенность Ямато с примыкающими к ней подводными хребтами. Шельф в основном узкий, шириной не более 40 км.
Японское море целиком лежит в зоне муссонного климата умеренных широт. Однако вследствие большой протяженности с севера на юг, соседства холодного Азиатского материка и Охотского моря на севере и теплого Тихого океана на юге формируются заметные климатические различия между разными районами моря. В частности, на севере климатические условия приближаются к субполярным, а на юге они почти субтропические.
В холодное время года (с октября по март) над морем господствуют сильные северо-западные ветры со скоростями 12—15 м/с и более (зимний муссон). Они приносят с собой сухой и холодный воздух. В самые холодные месяцы (январь — февраль) среднемесячная температура воздуха на севере -20°, а на юге около 5°.
В теплый сезон (апрель — сентябрь) над морем преобладают южные и юго-западные ветры со скоростью 2 — 7 м/с (летний муссон). Летом и в начале осени (июль — октябрь) над южной частью моря часты тайфуны (с максимумом в сентябре). Они вызывают ураганные ветры, которые нередко сопровождаются ливнями. Среднемесячная температура самого теплого месяца - августа в северной части моря равна примерно 15 °, а в южных районах около 25°.
Одна из отличительных черт Японского моря - небольшое число впадающих в него рек. Наиболее крупная из них - Раздольная (Суйфун). Почти все реки горные. Материковый сток в море равен примерно 210 км3/год и довольно равномерно распределен по сезонам. Опресняющее влияние речных вод на морские ощущается возле устьев рек.
На формирование гидрологических условий моря существенно воздействует водообмен через проливы. Основной приток вод - около 97% от общего количества поступающей в море воды переходит через Корейский пролив. Наибольший сток воды осуществляется через Сангарский пролив - 64% общего расхода; через проливы Лаперуза, Невельского и Корейский вытекает 34% вод из Японского моря.
Температура воды на поверхности моря в общем повышается с северо-запада на юго-восток. Зимой она изменяется от близких к нулю отрицательных величин на севере и северо-западе до 10 — 14 ° на юге и юго-востоке. Температура воды лишь незначительно изменяется от поверхности до дна в северных и северо-западных районах. В центральной и южной частях моря поверхностная температура 8—10° сохраняется до горизонтов 100 — 150 м, а затем она плавно понижается до 1,0 — 1,5° на горизонтах 400 — 500 м и глубже.