উত্তর সাগর গড়ে ১০০ মিটার গভীর; তবে এটি কোন কোন এলাকায় ৭০০ মিটার পর্যন্ত গভীর হতে পারে, আবার কোথাও কোথাও এর গভীরতা মাত্র ১৫ মিটারও হতে পারে। উত্তর সাগর তিনটি ভূগাঠনিক প্লেটের সংযোগস্থলের উপর অবস্থিত, ফলে এখানে ভূমিকম্প ও ক্ষুদ্র আকারের সুনামি হতে পারে। তবে সাগরটির উপকূলের গঠন ভূগঠনপ্রণালী নয়, বরং হৈমবাহিক সঞ্চালনের ফলাফল। উত্তর সাগরের উত্তর তটরেখা সুউচ্চ খাড়া ঢাল ও এদের মধ্যবর্তী খাঁড়ি বা ফিয়র্ড নিয়ে গঠিত; অন্যদিকে এর দক্ষিণ উপকূলের বৈশিষ্ট্য বালুকাময় বেলাভূমি ও সমতল কর্দমভূমি। দক্ষিণের এই সমতল এলাকাগুলি ঝড়ের সময় সহজেই সাগরের পানিতে প্লাবিত হতে পারে, তাই উত্তর সাগরের দক্ষিণ উপকূলকে রক্ষা করার জন্য বিস্তৃত ডাইক ব্যবস্থা নির্মাণ করা হয়েছে।