当时沙田海位于城门河的河口,连接吐露港。沙田海的英文名称除了Sha Tin Hoi之外,还有Tide Cove,即潮水湾,当潮涨时,海水便会涌入沙田海。虽然cove的中译是小海湾,但沙田海相比香港其他海湾,面积已不算小。
1970年代港英政府发展沙田新市镇,在沙田海两岸进行填海工程,并把城门河延长成为一条7公里长,200米阔的人工河道。自此,沙田海便成为城门河道的一部份,沙田海大部分面积成为了现在城门河两岸的土地,昔日位於海中央的小岛——圆洲成为了沙田区东岸陆地的一部份,并改称圆洲角。现在马料水和马鞍山之间的海湾,仍称为沙田海。