海盆整体位于东经120°～东经140°的区域，有一部分向南延伸到北纬75°～北纬80°，其主体部分位于西经50°～东经140°（东半球方向）、北纬85°以北直至北极点的范围内，被罗蒙诺索夫海岭和加克海岭所包围，属于北冰洋东南部的波特弗海区域。最大深度为4665米。形成于新生代的海底扩张运动，是世界上纬度最高的海盆。以挪威极地研究员R.阿蒙森的名字命名，他是第一个带领船队经过西北航道的人。

海盆上方对应的海面是常年冰封的海面，无岛屿，人类最北居住点巴厄诺冰雪帐篷考察站就建在阿蒙森海盆上方的冰面上。虽然海盆常年冰封，但是该处海域的物种比较丰富，知名的物种有北极熊、座头鲸等。阿蒙森海盆的科研价值很高，无论是极地生物群落还是海底沉积物的研究，每年都吸引着大量极地科研人员来此科考。2012年，中国科考队首次对阿蒙森海盆进行科学考察，完成了海冰物理、冰下水文、海冰生态的多学科协同观测，为进一步补充北冰洋中心区的全球数据库做出重要贡献。阿蒙森海盆巨量的冰盖对维持北极地区生态平衡有着重要的作用，但随着气候变暖，极地地区冰川融化加速，如不加以调控，这将是极地地区乃至全球性的生态灾难。