İstanbul Boğazı kıvrımlı yapısıyla yaklaşık 17 deniz mili uzunluğundadır. Boğazın ortalama derinliği 60 metredir. Derinliğin sahile doğru azalmasına rağmen bazı yerlerde tam kıyıda bile 35 metreyi bulabilmektedir. Boğazın en dar yeri 700 metre (Aşiyan - Kandilli arası), en geniş yeri ise 3500 metre (Büyükdere - Beykoz arası) uzunluğundadır.

İstanbul Boğazında yüzey ve dip akıntsı olmak üzere iki tip akıntı vadır. Coğrafi konumu bakımından boğaz, Karadeniz ve Marmara Denizi'ni birbirine bağlamaktadır. Karadeniz, nehirlerle beslenmektedir ve Karadeniz'in sularının tek çıkış yeri İstanbul Boğazı'dır. Ayrıca buharlaşmanın az olmasından ve Karadeniz'i besleyen nehirler yüzünden Karadeniz'in su yüksekliği Marmara'dan 40 cm daha yüksektir. Bu yüzden Karadeniz'den Marmara Denizi'ne doğru sürekli bir yüzey akıntısı vardır. Kuzeyden güneye doğru, boğaz yüzeyinden akan bu akıntı, ortalama 3-4 knot hızındadır ama kuzeyli rüzgarların sert esmesi sonucunda veya yağışların yoğun olduğu durumlarda 7-8 knot hızına kadar ulaşabilmektedir.