Северное море расположено в северо-восточной части Атлантического океана, являясь окраинным морем последнего. Протянувшись между Северо-Западной Европой и Великобританией, Оркнейскими и Шетландскими островами, на севере оно соединяется с Норвежским морем, на востоке — через проливы Скагеррак, Каттегат и Датские проливы (Большой Бельт, Малый Бельт и Эресунн), а также с Балтийским, а на юго-западе через проливы Па-де-Кале и Ла-Манш сообщается с Атлантикой.
Ранее это море называлось Немецким морем, но затем название сменилось новым Северным морем. Несмотря на свое название, Северное море не самое северное море в мире.
Вместе с заливом Скагеррак площадь Северного моря составляет 565 тыс. кв. км. Северное море относительно мелководное: его средняя глубина составляет 95 м. В южной части моря встречаются мели, слой воды над которыми не превышает 40 м; под влиянием ветров и мощных морских течений они постоянно перемещаются, что очень затрудняет навигацию.
Наибольшие глубины (в том числе и максимальная – 725 м) находятся в глубоководном Норвежском желобе, простирающемся вдоль южного побережья Норвегии от пролива Скагеррак до Норвежского моря; глубоководные – более 450 м – разломы обнаружены и в западной части моря, например восток Эдинбурга.
Солёность воды составляет 32-34,5 промилле в прибрежных водах и достигает 35 ‰ в открытом море.
На востоке соленость Северного моря заметно ниже притока холодных и менее соленых вод Балтики, а также впадающих в него таких крупных рек, как Рейн, Эльба, Везер, Шельда и Темза.
Северное море омывает берега Норвегии, Дании, Германии, Нидерландов, Бельгии, Франции и Великобритании.