海域略呈三角形，三边均长约200千米，面积约20万平方千米。

沿岸各岛多山地，哈马黑拉岛上有活火山。入海河流短小流急，海岸陡峭，曲折多海湾。较大的海湾有哈马黑拉岛东岸由4个半岛夹峙成的三个海湾：卡乌湾、布利湾和韦达湾。东部岛礁附近广布珊瑚浅滩，海底地形异常复杂。大陆架宽度从10千米至50千米不等。西部小鸟外也有小面积的珊瑚礁滩。哈马黑拉岛近岸的珊瑚礁滩较窄，大陆架宽度也不足10千米。一般水深为200～1000米，最深2234米。西部和东部各有一个深于2000米的凹地。

海域地处赤道地区（北纬2°～南纬2°），属热带海洋性气候，终年高温多雨，年平均气温25～27℃，年均降水量2000～300毫米。

沿海各岛均盛产热带经济作物和热带鱼类，哈马黑拉岛上蕴藏有镍矿。