O mar tem 340 km de comprimento e 135 km de largura, com uma área de 37 555 km². Os principais rios a desaguarem no mar são o rio Don e o rio Kuban; eles garantem que as águas do mar tenham um teor salino baixo, e também transportam vastos volumes de sedimentos ao mar. O mar de Azov é o mais raso mar da Terra, com uma profundidade máxima de 14 metros; na verdade, onde o sedimento se depositou, como no golfo de Taganrog, a profundidade média é de menos de um metro. A corrente principal no mar de Azov é uma corrente anti-horária; as marés são variáveis, mas podem atingir 5 metros. No inverno, extensas porções do mar gelam.