센다이만은 일본 도호쿠 지방에서 태평양과 접해 있는 미야기현 이시노마키시 오시카반도에서 후쿠시마현 소마시 우노오곶 사이의 만이다. 해안선은 약 130km이고 만곡부는 약 68km이다. 센다이만 내에 이시노마키만과 마쓰시마만이 있다.
센다이만 중 오시카반도와 마쓰시마만 지역은 리아스식 해안이고, 나머지 70km 지역은 사구 해안이다. 센다이만으로 기타카미강, 나르세강, 나나기타강, 나토리강, 아부쿠마강 등이 흘러들어가 퇴적되는 모래 양이 파도로 침식되는 양을 훨씬 뛰어넘어 오랜 세월이 걸쳐 해안선이 전진하고 충적 평야가 만들어졌다. 5000년 전과 비교하면 해안선이 이시노마키시에서 5.5km가, 센다이시에서 3km가, 와타리정에서 6km 정도가 전진한 것으로 추정된다. 하지만 1965년 이후부턴 하천 상류의 댐 및 항만 건설의 영향으로 해안선이 후퇴하기 시작했다. 해안선의 흐름은 이시노마키시에선 동쪽에서 서쪽으로, 센다이시 부근에선 남쪽에서 북쪽으로 흐르고 있다.이시노마키만은 오시카반도 지형의 영향으로 외해의 파도를 막기 때문에 해수면이 잔잔하다. 마쓰시마만은 다도해의 안쪽에 있는 만으로 섬이 파도를 막아서 파도가 거의 없다.
센다이만 인근 해역은 미야기현 해역 지진의 진원지이기도 하다. 동쪽엔 태평양판이 북아메리카판 아래로 섭입하면서 만들어진 일본 해구가 있다. 기타카미산과 아부쿠마 고지는 판에 밀려 생긴 습곡 산지가 침식되어 만들어진 것이지만 두 산 사이에 있는 센다이만의 습곡은 해저에 있다. 마지막 빙기 당시 센다이만은 모두 육지로 드러났을 정도로 얉았고, 현재에도 수심 50m 이하의 얉은 대륙붕이 펼쳐져 있는 지형이다.
