동해안 최대의 만이다. 너비는 148㎞, 만입(灣入)은 약 80㎞이며 수심은 내만(內灣)에서는 10m 안팎이나 외만(外灣)으로 갈수록 깊어져 만구(灣口)에서는 200m 이상이 된다. 만안에는 영흥만(永興灣)과 함흥만(咸興灣)이 있고 영흥만 안에는 다시 덕원만(德源灣)과 송전만(松田灣)이 있어서 3중 구조이다. 만의 남·북 연안에는 북동쪽에서 남서쪽으로 뻗은 랴오둥[遼東] 방향의 함경산맥과 남북으로 뻗은 낭림 ·태백의 두 산맥이 해발 1,000m 이상의 높이로 동해안에 다가서 있어서 단조로운 해안지형을 이룬다. 내만의 깊숙한 연안에는 동해안 최대의 충적평야로 관북 지방의 곡창지인 함흥평야와 영흥평야가 있다. 만내의 해류는 여름에 한류인 북한해류가 연안을 따라 남류(南流)하고, 난류인 동한해류가 외만에서 북류(北流)하여 만나게 되므로 7월과 8월 사이에는 해상에 안개가 많이 낀다.
또한, 한·난류의 교류로 조경수역(潮境水域)을 이루어 고등어·오징어·방어·삼치 등 난류성 어족과 명태·대구 등 한류성 어족이 풍부하다. 바람은 대체로 편서풍이고 북동풍 내지 남동풍과 같은 동풍 계열의 바람은 약한 편이다. 만 주변의 주요 어항으로는 명태잡이로 유명한 마양도, 신포와 원산, 장전(長箭)이 있다.
또, 장진호(長津湖)와 부전호(赴戰湖)의 수력발전소에서 나오는 에너지를 이용한 북한 제1의 중화학 공업 단지인 함남공업지대가 있으며, 이 지역 생산품의 적출항은 흥남과 원산이다. 연안에는 원산 ·흥남 등 천연의 양항이 발달하였다. 특히 원산의 송도원해수욕장, 갈마반도(葛麻半島)의 명사십리 등은 해수욕 피서지로 널리 알려져 있다. 해금강(海金剛), 총석정(叢石亭) 등 금강산의 해금강 지구에도 명소가 많다.