位于菲律宾板块之上，水域面积500万平方千米。北部处在东经130°～142°，南部处在东经124°～147°，南北跨越35个纬度（北纬0°～35°），是世界上最大、最深的海。西部为菲律宾和中国台湾，北部为日本，东部为马里亚纳群岛，南部为帕劳。海域南部处于热带地区，属热带海洋性气候，终年炎热，年平均气温27～28℃，年平均降水量2000～3000毫米，降水以东部为最多。北部位于亚热带地区，年平均降水量2000毫米。8～9月多台风，尤集中发生于9月。

海底地形复杂，是由一系列断层和褶皱所形成的结构盆地，突出海面的部分构成岛弧，即海盆的边界。除周围岛弧外，露出海面成为岛屿的很少，只有西北部的北大东岛、南大东岛、冲大东岛等。平均水深4100米，在第一岛弧以东达到最大深度，即10497米深的菲律宾海沟。九州-帕劳海岭在海域中线呈南北走向贯穿整个海区，长约2778千米。断续的海山将菲律宾海盆分成东西两部分：①东面为马里亚纳海盆，海盆稍浅，被中部及南北走向的海岭分为东马里亚纳海盆、西马里亚纳海盆和北部的四国海盆3个小海盆。②西面为菲律宾海盆，深而广阔，最深达7559米。菲律宾海中部有一条南北方向的漫长脊背，把海域划分为东西两大部分。

菲律宾海每单位面积的海洋物种数量较多，已被确定为海洋生物多样性的中心。海域内包括3200余种鱼类，480余种珊瑚，800余种海藻和底栖藻类。这里也是濒临灭绝的海洋物种的繁殖和觅食地，如鲸鲨、儒艮和巨型鲨鱼。菲律宾海拥有独特的海洋生态系统，沿海水域约有500种硬珊瑚和软珊瑚，水域内发现全世界已知贝类的20%。此外，这里还是日本鳗鱼、金枪鱼和各种鲸鱼的产卵场。