湾口水深，有秦山岛、东西连岛等为天然屏障，海域水深10～20米。西岸有新沭河、蔷薇河等注入。海岸类型主要是粉砂淤泥质海岸，其次是基岩和沙质海岸。中国着名的对外贸易港连云港位于湾口南部。海州湾生物资源丰富，被誉为中国八大渔场之一。2011年5月，被国家海洋局公布为中国首批国家级海洋公园。