يتصل بحر مرمرة بالبحر الأسود عن طريق مضيق البسفور وببحر إيجة عن طريق مضيق الدردنيل. تصل مساحته الإجمالية لحوالي 11.350 كم2 و يبلغ طوله حوالي 225 كم أما عرضه 65 كم عند أقصى اتساع له ، ومتوسط ملوحته هي 22 جزءا في الألف، وهذه نسبة أعلى من نسبة ملوحة البحر الأسود.
يوجد في البحر أرخبيلين من الجزر وهي جزر الأمراء، وجزيرة مرمرة، والأخيرة تحتوي على كميات كبيرة من رخام المرمر ومنها اشتق اسم هذا البحرو قد كان بحر مرمرة في وقت يسمى بروبنتس.
تقع على البحر مدينة إسطنبول التركية