海湾沿岸曲折多湾，岸边多沼泽、浅滩和红树林。海底有大陆架、大陆坡和深海平原。北岸有著名的密西西比河流入，把大量泥沙带进海湾，形成了巨大的河口三角洲，密西西比河三角洲外还有水下冲积扇。沿海多沙质海岸，有沙嘴、沙洲、沙堤，沙堤与海岸间还形成一系列潟湖和小湾。在尤卡旦海峡，有一条海槛，位于海面下约1600米深，作为墨西哥湾和加勒比海的分界。[2] 共5张 墨西哥湾
墨西哥湾由几个生态与地质区组成，其中主要为海岸地带、大陆棚、大陆坡和深海平原。海岸地带有潮沼、沙滩、红树林地区，以及许多海湾、三角湾和潟湖。大陆棚在墨西哥湾边缘的周围形成一系列几乎连续不断的阶地；宽度由最宽的320公里（200里）以上到最窄的约40公里（25里）不等。佛罗里达西海岸和犹加敦半岛外面的大陆棚为主要由碳酸盐类物质构成的一个广阔区域。大陆棚的其余部分则为砂砾、泥沙和黏土的沉积物。在大陆棚和向下延伸直到深海平原的大陆坡上，在不同的深度埋藏著许多盐丘；而在经济上十分重要的石油和天然气蕴藏与这些盐丘有关。构成海湾底部的深海平原的中部为一大三角形地区，其面对佛罗里达和犹加敦半岛的边缘是陡峭的断层，而北部和西部则是较为平缓的斜坡。该海盆异常平坦，其倾斜度每2,440米（8,000尺）只有约0.3米（1尺）。墨西哥湾最深处位于墨西哥海盆（锡格斯比海沟〔Sigsbee Deep〕），在海平面以下5,203米（17,070尺）。从海盆的底部升起许多锡格斯比海丘，其中有些高达400米（1,300尺），这些海丘是埋藏着盐丘的地表显示方式。 墨西哥湾地形图
墨西哥湾位于热带和亚热带，高温多雨，降水量多。8月份气温最高，可达28℃以上；2月气温最低，北部约12℃，南部达22℃。冬季常有偏北大风，夏季常遭台风袭击。降水量多，年平均达1500毫米左右。湾内暖水从佛罗里达海峡流出，成为墨西哥暖流的重要源地。
墨西哥的尤卡坦半岛和美国的佛罗里达半岛环抱海湾湾口，古巴岛伸居湾口中部，把湾口分为佛罗里达海峡和尤卡坦海峡，成为墨西哥湾连接大西洋和加勒比海的水道，在航运贸易、战略上具有重要意义。海湾大陆架较宽，除西侧较窄外，一般都在200～280千米。北部和西北部大陆架上蕴藏着丰富的石油和天然气资源，业已开采。海湾表层水温较高，比同纬度大西洋的水温高2～3℃，海水盐度为36～36.9。加勒比海暖流穿过尤卡坦海峡流入墨西哥湾中形成顺时针洋流，从佛罗里达海峡流出进入大西洋，成为湾流的起始段。墨西哥湾沿岸有休斯敦、新奥尔良、坦帕、坦皮科、哈瓦那等重要港口。