Baltijos jūra yra vienas didžiausių Žemėje apysūrio vandens telkinių. Ji giliai įsiterpusi į Europos žemyną, vakarinėje dalyje nuo Atlanto vandenyno atskirta Skandinavijos ir Jutlandijos pusiasalių bei salų ir Zundo, Didžiojo bei Mažojo Belto ir galiausiai Kategato sąsiauriu susisiekia su Šiaurės jūra. Nors Baltija laikoma vidutinių platumų jūra, nuo poliarinio rato ją teskiria 80 km. Tačiau jos klimatą sušvelnina šiltosios Atlanto srovės, ir žiemą užšąla tik Botnijos, Suomijos bei dalis Rygos įlankos. Į pietus nuo Liepojos užšąla tik priekrantės.
Dabartinis Baltijos jūros plotas be salų sudaro apie 422 tūkst. 700 km2. Nuo piečiausio taško Oderio įlankoje iki šiauriausio Botnijos įlankoje yra apie 1300 km. Iš vakarų į rytus nuo Skageno kyšulio iki Sankt Peterburgo susidaro apie 1070 km. Ši jūra laikoma seklia (vidutinis gylis 48 m, didžiausias 459 m), jos vandens tūris tik apie 20 tūkst. 300 km3. Jūros baseino plotas 1,55 mln. km3. Lietuvai priklauso 94 km kranto ir 7000 km2 akvatorija (apie 1,5 % viso jūros ploto).
Baltija yra palyginti jauna šelfinė Atlanto jūra. Jos pradžia laikomas maždaug prieš 13 tūkst. metų Baltijos dubumoje ledynams tirpstant susiformavęs gėlo vandens ežeras, pavadintas Baltijos ledyniniu ežeru. Jo vandens lygis keletą kartų kilo, susijungdamas su vandenynu ir tapdamas sūria jūra, arba slūgo, vėl tapdamas ežeru. Atskiri raidos etapai vadinami Joldijos jūros, Anciliaus ežero, Litorinos jūros ir Baltikos (arba Limnėjos ir Mijos) stadijomis. Politorininiu laikotarpiu, trukusiu apie 4000 metų, Baltijos jūra, kartu ir Lietuvos krantai, pamažu įgijo dabartinius kontūrus, jūroje įsivyravo dabartinė augalija ir gyvūnija.
Tarp Suomijos ir Švedijos plyti didžiausias Alandų salynas. Jame yra apie 6500 salų ir salelių, iš kurių didžiausia – Alando sala (650 km2). Didžiausia visoje Baltijoje yra Zelandijos sala (7016 km2), įsiterpusi tarp Skandinavijos ir Jutlandijos pusiasalių. Joje įsikūrusi Danijos sostinė Kopenhaga. Centrinėje jūros dalyje didžiausia – Gotlando sala (2860 km2), mažesnės Saremos, Olando, Hiumos, Riugeno, Bornholmo salos.
Baltijos jūros vanduo tik apysūris ir jo druskingumas mažesnis negu daugelio panašių jūrų. Didžiausias druskingumas (30–32 %) Kategate ir kituose Danijos sąsiauriuose, kuriais atiteka druskingesnis Šiaurės jūros vanduo. Jis plūsta priedugniu į Baltiją, gėlesnis vanduo srūva paviršiumi į Šiaurės jūrą. Šie du sluoksniai, tankesnis apatinis ir mažesnio tankio viršutinis, beveik nesimaišo. Šiaurės ir rytų kryptimis druskingumas mažėja, o kai kuriose įlankose, užutekiuose ir lagūnose vanduo visai gėlas. Daugiausia gėlo vandens į jūrą atplukdo didžiosios upės: Dalalvenas,
Angermanalvenas, Lulealvenas, Neva, Dauguva, Nemunas, Prieglius, Vysla, Oderis. Jo kiekį papildo mažesnės upės, ledo ir sniego tirpsmo vandenys bei krituliai. Lietuvos priekrantėje ties Palanga paviršinio vandens druskingumo vidurkis siekia apie 6,61 ‰, ties Klaipėda gali kisti nuo 0 iki 10,12 ‰. Čia druskingumas ypač sumažėja pučiant pietų vėjui, kai į jūrą per Kuršių marias suplūsta daug gėlo Nemuno vandens. Tiesiai į jūrą gėlą vandenį plukdo mažesnės upės: Šventoji, Rąžė, Cypa ir Rikinė.
Baltijos jūrai nebūdingi dideli potvyniai ir atoslūgiai, ties Klaipėda jie tesiekia 4 cm. Vandens lygio svyravimai susiję su vyraujančių vėjų sukeltomis patvankomis ir nuotvankomis. Jų svyravimo amplitudė – apie 2 m.
Baltijos kranto linija ilga ir įvairiopa, su daugybe užutekių ir įlankų. Šiaurinėje dalyje plyti didžiausia ir giliausia Botnijos įlanka (vidutinis gylis 55,1 m), rytinėje dalyje – seklesnės Suomijos ir Rygos, pietinėje – Gdansko, Pomeranijos, Meklenburgo, Kylio įlankos. Pietvakarinėje jūros dalyje tyvuliuoja didžiausia Baltijos jūros lagūna – Kuršių marios (plotas 1584 km2), piečiau – mažesnės Aismarės. Abi lagūnos pradėjo formuotis Litorinos laikotarpiu, apytikriai prieš 4–5 tūkst. metų, smėlėtoms nerijoms atskiriant priekrantės vandenų plotus. Lietuvai priklauso tik šiaurinė Kuršių marių dalis (415 km2): Krantas ir Vidmarių dalis ties Nemuno žiotimis. Baltijos jūros vanduo į Kuršių marias paprastai patenka per Klaipėdos sąsiaurį.
Lietuvos pajūryje įprasta matyti gana plačius smėlio paplūdimius, tik vietomis su žvirgždo ar gargždo priemaiša, ir pustomas arba sutvirtintas smėlio kopas. Tokie krantai vadinami sąnašiniais (akumuliaciniais). Jūros pakrantėje ties Giruliais – jau kitoks vaizdas. Paplūdimys čia labai siauras (8–12 m), nusėtas žvyro ir gargždo, su pavieniais apie 2 m skersmens rieduliais. Stambių riedulių yra ir vandenyje. Nuo paplūdimio kyla moreninio priemolio skardis (klifas), kurio aukščiausia vieta (24 m virš jūros lygio) vadinama Olando kepure. Tokie krantai vadinami ardomaisiais (abraziniais, eroziniais). Ypač įspūdingi eroziniai Sembos pusiasalio (Kaliningrado srityje) krantai, kur vietomis klifai aukštesni nei 60 m. Sąnašiniai smėlio arba ardomieji krantai vyrauja rytinėse ir pietinėse Baltijos pakrantėse. Kitų šalių pakrantėse bei salų krantuose aptinkama ne tik priemolio, bet ir iš klinčių, kreidos bei kristalinių uolienų sudarytų klifų. Visiškai kitokie šiauriniai ir šiaurvakariniai krantai, dažniausiai sudaryti iš kietų, bangų poveikiui atsparių uolienų (susidarę fiordai, šcherai). Kai kuriems Estijos krantams labai būdingos įlankos su įvairaus dydžio rieduliais.
Jūros kranto zona labiausiai kintanti, vėjo ir bangų veikiama, klostoma, ardoma bei perklostoma. Krantai ypač nukenčia per uraganus. 1967 10 18 Lietuvos pajūryje siautė uraganas, kurio vėjo greitis buvo didesnis nei 40 m/s, o gūsiai siekė 55 m/s. Buvo sugriautas Palangos tiltas, nuplautos kopos, vandens patvanka siekė 2 m. 1999 gruodžio mėnesį siautėjęs uraganas Anatolijus krantams pridarė dar daugiau žalos. Iš viso Lietuvos pakrantės ruožo išplauta 3,94 mln. m3 smėlio, paplūdimiai
prarado 2,47 mln. m3, apsauginis kopagūbris – 1,49 mln. m3 smėlio. 1983 sausį siautėjęs štormas Kaliningrado sričiai priklausančioje dalyje ties Kranto (dab. Zelenogradsko) gyvenviete pralaužė neaukštą kopagūbrį ir vanduo keliasdešimties metrų pločio vaga pradėjo plūsti į Kuršių marias. Vietomis buvo nuardyti net ir marių krantai, vanduo apsėmė pamario kelią ties Juodkrante. Yra duomenų, kad nuo XV a. vid. iki šiol marios su jūra buvo susijungusios 8 kartus. Pastebėta, kad paskutiniaisiais dešimtmečiais uraganinės vėtros ir štormai pasikartoja vis dažniau.
Svarbiausios dugno reljefo formos – pakilumos ir duburiai. Giliausios Baltijos jūros vietos: Landsorto įduba (459 m), Boteno (294 m), Gotlando (249 m), Kvarkeno (233 m) duburiai. Lietuvos teritoriniai vandenys ir išskirtinė ekonominė zona apima apie 7000 km2 plotą. Lėkštame šios jūros dugno dalies reljefe išsiskiria Nemuno proslėnio povandeninė įduba, besitęsianti nuo Kuršių nerijos šiaurės vakarų kryptimi ir įsiliejanti į Gdansko įdubą. Ji atskiria pietinę Sambijos–Kuršių ir šiaurinę Klaipėdos–Ventspilio plynaukštes. Giliausios vietos Lietuvos akvatorijoje yra Gotlando (gilesnė nei 100 m) ir Gdansko (gilesnė nei 80 m) įdubose bei Nemuno proslėnis (gilesnis nei 70 m). Lietuvos pakrantėje Baltijos jūros gylis apie 50 m.
Baltijos dugnas labai įvairus, sudarytas iš kietų kristalinių ir minkštų nuosėdinių uolienų. Labiausiai paplitęs molis, giliavandenėje dalyje padengtas dumblu. Arčiau krantų vyrauja smėlis ir žvyras. Jūros dugną ties Lietuvos krantais dengia ir šiuolaikinės, ir reliktinės (ledynmečio ir jūros raidos stadijų metu susidariusios) nuogulos. Povandeninių plynaukščių paviršiuje vyrauja reliktinės nuogulos – moreninis priesmėlis, priemolis, molis ir iš jų išskalauti rieduliai, žvyras ir gargždas. Sąnašaujamas dugno vietas dengia šiuolaikinės nuosėdos – smėlis, aleuritas, dumblas.
Jūroje randama ir naudingųjų iškasenų. Lietuvos priekrantės dugne esama žvyro, glaukonito, fosforitų, kreidos santalkų. Paplūdimyje ir sėklių zonoje susidaro sunkiųjų mineralų – granato, ilmenito ir magnetito – sąnašynų, tačiau praktinės reikšmės jie neturi. Nafta šiuo metu eksploatuojama daugelyje Lietuvos pajūrio vietų, tačiau manoma, kad dar naftingesni telkiniai slūgso po vandeniu.