溝通日本海與東海、黃海的重要通道。位於朝鮮半島東南與日本九州、本州之間，呈東北－西南走向。北界為墾絕岬至川尻岬的連線；從長崎半島野姆岬經濟州島至朝鮮半島西南角為其南界。長約222公裡，寬約185公裡，水深一般在50～150米之間，最大深度228米。主要島嶼有巨濟、對馬、壹岐、平戶及福江島等。海峽中的對馬島把水域分割成東、西兩大水道：西水道（朝鮮半島與對馬島之間，即狹義的朝鮮海峽）寬約67公裡，平均水深約95米；東水道（對馬島－九洲）寬約98公裡，平均水深深約50米。位於東水道中部的壹岐島，又將該水道分為兩部分:對馬島-壹岐島（寬約50公裡）的水域稱對馬海峽；壹岐島至九州之間稱壹岐水道。第四紀冰期時，因冰川發育引起海退，使日本列島與朝鮮半島相連。冰期後，海水入侵，形成海峽。
海區屬日本海大陸架區，海底地形較平坦，但有少量的舟狀盆地和窪地。第三系沉積物厚達千米。現代沉積物呈西南—東北帶狀分佈；東、南部為砂質，並有貝殼和珊瑚；九州北岸及島嶼附近出現巖石底；西北部朝鮮近岸為泥底，向外為砂質泥。
海區兩端開闊，航路通暢。兩岸為沉降式海岸，岸線曲折，島嶼林立，多良港海灣（尤其在朝鮮一側）。主要港口有釜山、鎮海、麗水、下關、福岡、佐世保、長崎等。
地處東亞季風氣候區，1月氣溫最低(2.2℃），8月最高(26.4℃）。年降水量1400～2200毫米，主要集中在6～9月；10月至翌年3月為旱季。霧季出現在3～7月，尤以5～7月最多，朝鮮南岸與濟州海峽附近為多霧區。冬季盛行西北和西風，風力較強，海浪較大；夏季多西南和南風，風力較弱，海浪較小；春、秋季風向不定，浪向較亂。6～10月為臺風季節，尤以7～9月最多。
海峽有對馬暖流通過。按傳統的說法，對馬暖流是東海黑潮主幹在屋久島以西附近分出的一個北上分支。近來有人認為：它是黑潮水與中國大陸沿岸水在東海中部相遇的混合水，具有高溫、高鹽和流向穩定等特征。流幅70～150公裡，夏寬冬窄。從濟州島東南起，對馬暖流由南轉向東北。流速25～50厘米/秒，最大為90厘米/秒，流量(3.3～4.9)×106米3/秒。流抵對馬島西南後，分別進入東、西水道。西支勢力較強，流幅窄、厚度深、流速大（夏季表層最大流速75～90厘米/秒，冬季為25～30厘米/秒），流量占流入該海峽總流量的52～71％；東支勢力較弱，流幅較寬、厚度淺、流速小（夏季表層最大流速50～65厘米/秒，冬季20～30厘米/秒），流量占總流量的29～48％。對馬暖流靠朝鮮一側，接納瞭部分朝鮮西岸和南岸的沿岸流，故在濟州島至對馬島一帶，出現鋒面。受島嶼及地形影響，在對馬島北面、東面和濟州島東面及東水道出口處，還存在著渦旋或逆流。對馬暖流除有夏強冬弱的季節變化外，還有7年及4年的變化周期。
朝鮮海峽是東海水輸入日本海的唯一通道，每年通過該海峽進入日本海的水量約5.7萬立方公裡，占流入日本海水量的88％。對馬暖流不斷地把大量海水輸入日本海，使日本海的平均水位要比同緯度鄰近的太平洋的水位高4～24厘米。當暖流流量增加時，日本海水位上升；反之則下降。
冬季表面水溫10～15℃，鹽度34.0～34.6，夏季分別為23～28℃，31.5～32.5。溫、鹽度為東南高、西北低，與流系配置一致。12月至翌年4月，溫、鹽度隨深度變化很小；5月末出現溫躍層，7～9月躍層最強，並在西水道深層出現水溫為6℃以下的冷水(為日本海深層冷水團南伸的一部分)。躍層在西水道位於5～30米，東水道位於20～40米處；11月後躍層逐漸消失（西水道深層冷水也衰退）。
潮汐類型以正規半日潮為主，但有顯著的日不等現象。濟州島沿岸、北九州及下關一帶為不規則半日潮。潮差由西南向東北遞減：前者可達3米，後者僅0.5米左右。潮流以半日潮流為主，流速50～150厘米/秒，個別水道達300～350厘米/秒。
生物資源豐富，魚類區系為印度-西太平洋區中-日亞區。暖水性魚種占優勢。對馬暖流、南朝鮮沿岸流與來自日本海的冷水交匯處及渦旋區附近，為良好的漁場。盛產鰮、鰺、鮐、柔魚、鯛、訖和秋刀魚等。