当然，北海的海底都属陆架。该海的南半部是水深为40米的海台。海底逐渐向北倾斜，到设得兰群岛以西陆架边缘，水深达183米左右。绕过挪威南端到陆架边缘以外，为一罕见的海峡（挪威海峡），其深度约为600米。一些海洋学家认为该海谷是大陆冰川冲刷形成的。还有其它末次冰期（11000～8000年前）的残迹，那就是海平面低水位和冰川冰碛时遗留下来的河谷状的切割（所谓冰川冰碛，就是当冰川融化时，沉积物在冰川前沿进行堆积）。英国和丹麦之间的多格尔沙洲就是一个例子，其水深仅13米。海底沉积物主要为冰川砾石、沙和粉沙。其中粉沙到处都有，这是由于受流和浪的作用，重新被搬运的缘故。

　　北海的水环流，同时受北来的大西洋水和东来的波罗的海水的影响，而从南部多佛尔海峡流入的水则非常少。大部分海水来自北大西洋海流，沿奥克尼和设得兰群岛近岸南流。到南部后转为反时针方向，并沿挪威海岸流出，成为波罗的海海流。表层水温，2月为2～7℃，8月为11～17℃。盐度随地区、季节而不同。由于大陆江河（莱茵河、易北河、威悉河、埃姆斯河和斯海尔德河）流入大量淡水，在挪威、丹麦、荷兰和德国等沿岸水域，即使冬季不太冷，也都结冰。而西部，由于入海淡水较少，并受北大西洋海流的影响，即使是严冬也无冰。

　　北海的潮汐较为复杂，因为较小的分潮从多佛尔海峡往北运动，较大的分潮由苏格兰一挪威间的海口进入，并往南传播。潮差，在英格兰沿岸为7米，广大的外海为1.5米。从西北侵袭北海的风暴，往往给岸长6436公里的沿海造成相当大的损失。若这种灾害与风暴潮结合在一起，大浪和高潮同时出现时，对沿岸地区的破坏就更为严重，尤其对荷兰的防护提海岸。
   
　　北海是世界上四大渔场之一，鲜鱼的产量占世界的一半，附近各国沿海人民均以渔业为主要工业。1958年，北海海底被英国、荷兰、德国、丹麦和挪威瓜分成几个油、气的勘探和开发区。第一个天然气井和油井已分别于1959年和1969年投产。北海现已探明的石油贮藏量为230亿桶，是世界第九个最大油田。

       地质史上第三纪时期（距今约6000万年），北海地区缓慢下沉。上新世末（距今约250万年），今天多格浅滩以南的北海海盆原为欧洲大陆的一部分。当时古莱茵河（古泰晤士河等为其支流）在今天伦敦以北 400公里处注入北海。第四纪更新世（距今约200万年），经历数次冰盖进退，从泰晤士河口到荷兰海岸一线以北的海盆完全被冰覆盖。约在公元前6000年，冰盖消融、海域扩张，淹没了大不列颠岛与法国之间的陆桥。目前北海轮廓约在3000年以前形成。

       海域大部分在大陆架上，为一浅海，平均深度为94米，大致南浅北深。苏格兰北部沿岸海域、面积达650平方公里的多格浅滩，由冰川的泥沙沉积构成，水深不到18米。挪威海槽从挪威的卑尔根附近一直延伸到奥斯陆。与岸线平行，宽25～32公里，北部深182米，南部斯卡格拉克海峡深达730米以上。在北海西部也有一些深水海域，如苏格兰爱丁堡沿岸海域有称“魔鬼洞穴”的海穴，深逾457米，这与冰期后河流深切下蚀有关。

       海岸线大致以英格兰东海岸的弗兰伯勒角为界分成南北两段：北段险峻岸陡，南段低平和缓。北段的挪威和苏格兰沿岸多悬崖，其中，挪威斯塔万格以北的山地海岸被冰川作用形成的峡湾和陆岬分割，岩交错，峭壁耸立，岸边岛屿众多，为著名的峡湾海岸；苏格兰的东海岸由高地构成,虽成陡崖,并不破碎。在弗兰伯勒角以南，崖岸的高度降低，海岸由易侵蚀的泥砾构成，在海浪的冲击下，海岸线不断后退。东