水域面积369.22平方公里。海湾略呈长方形，由西北向东南展布。兴化湾口门宽约13公里，湾口朝向东南，出南日群岛经兴化水道和南日水道与台湾海峡相通。有木兰溪、秋芦溪、延寿溪等河注入。兴化湾拥有广阔的海岸滩涂资源，海洋养殖业发达，有海带、紫菜、龙须菜、鲍鱼、黄瓜鱼等产业。海港资源丰富，湾内西岸木兰溪和涵江汇合口的左岸有一个百年老港——三江口港。兴化湾处于阿拉斯加至澳大利亚候鸟迁徙路线的中间地带，每年都有不少候鸟在此停留，其中包括国家二级保护野生动物黑脸琵鹭。兴化湾表层水温受季节影响，1月水温最低，