Obbukta starter ved Karahavet i Nordishavet, og strekker seg sørover til munningen av elva Ob, som den er oppkalt etter. Den er rundt 1000 km lang, og bredden varierer mellom 50 og 80 km. Bukta er relativt grunn, med en gjennomsnittlig dybde på 10 til 12 meter, noe som legger begrensninger på tung sjøtransport. Omtrent midt i bukta ligger Tazbukta, en østlig sidegrein dannet av elva Taz. Vest for bukta ligger Jamalhalvøya. Ved Obs munning innerst i bukta ligger flere flate og lave øyer, som er vernet som våtmarker under Ramsar-konvensjonen. Forøvrig er det ingen øyer i Obbukta før den munner ut i Karahavet.