Phuketsjøen avgrenses mot vest av Phuket-øya, mot nord av øyen Ko Yao Yai, og mot øst av Krabi-området på Malayhalvøya. Nord for Ko Yao Yai kalles den indre bukten for Phang Nga-bukten (Ao Phang Nga). Havstrekningen er relativt grunn, mindre enn 35 meter dyp bortsett fra et lite område rett sør for Phuket-øya.