흑해는 동남유럽과 서아시아 사이에 있는 바다이다. 유럽, 아나톨리아, 코카서스에 둘러싸여 있으며 지중해에 합류하여 대서양으로 통한다. 흑해는 서남쪽으로 보스포루스 해협을 통해 마르마라 해와 통하며, 마르마라 해는 다르다넬스 해협을 통해 지중해의 일부인 에게 해로 통한다. 또 흑해 북동쪽으로는 케르치 해협을 통해 아조프 해와 통한다. 이 수역들은 동유럽과 서아시아의 경계를 이룬다.
흑해의 면적은 436,400 평방킬로미터, 최대 수심은 2,212 미터, 용적은 547,000 입방킬로미터이다. 흑해는 불가리아, 사카르트벨로, 루마니아, 러시아, 터키, 우크라이나에 둘러싸인 동서 방향으로 길쭉한 타원형 함몰지를 이룬다. 흑해 남쪽으로는 폰투스 산맥이, 동쪽으로는 코카서스 산맥이 버티고 있으며 북서쪽으로는 넓은 대륙붕이 펼쳐져 있다. 동서폭의 최장 길이는 1,175 킬로미터이다.
흑해의 물수지는 양값이다. 매년 300 입방킬로미터의 물이 보스포루스-다르달네스 해협을 통해 지중해로 빠져나가고, 지중해의 물도 흑해로 들어온다. 흑해의 물은 지중해 물보다 더 차갑고 염분이 많은데, 염분차로 인한 밀도차로 인해 흑해 물이 지중해 물 위로 뜨게 된다. 그 결과 흑해의 표층 아래 물에서는 산소가 결핍되어 있다. 지중해에서 들어오는 물에 더하여 북쪽에서 흘러들어오는 유라시아의 여러 하천도 흑해의 주요한 수원지이다.