Die Middellandse See (die naam is afgelei van die oorspronklike Latyn mare mediterraneum) maak deel uit van die Atlantiese Oseaan, alhoewel dit net deur die Seestraat van Gibraltar met dié oseaan verbind word en andersins 'n binnelandse see vorm, wat die vastelande van Europa en Afrika van mekaar skei. Deur die Dardanelle, die See van Marmara en die Bosporus word dit ook met 'n aangrensende kleiner binnelandse see, die Swartsee van Oos-Europa, verbind. Die water van die Middellandse See beslaan 'n oppervlakte van 2 331 000 vierkante kilometer; die afstand tussen sy uiterste westelike en oostelike punte is sowat 3 520 km en die grootste afstand in 'n noord-suidrigting is 1 120 km. Die Middellandse See bereik sy diepste diepte in die Ioniese See op meer as 5 000 m.
Die see word in twee groot bekkens verdeel, die Westelike Hoofbekken met die Baleariese of Iberiese See in die weste en die Tireense See in die ooste, en die Oostelike Bekken, wat die Ioniese See met die Adriatiese See en die Levantynse See met die Egeïese See insluit.
Die Middellandse See word in 'n oostelike en westelike gebied verdeel deur 'n oseaanrug op die bodem (360 m diep) van die Straat van Sisilië, tussen Kaap Bon (noordoos van Tunisië), Kaap Lilibeo (naby Marsala op Sisilië) en die noordkus van die Straat van Messina. Omdat hierdie deurgange maklik verdedigbaar is, was dit nog altyd van groot strategiese belang in die geskiedenis van die Middellandse See.
Die Straat van Gibraltar, 320 m diep en 13 km breed, tussen Kaap Trafalgar (in Suid-Spanje) en Kaap Spartel (in Noord-Marokko) word as ’n integrerende deel van die Middellandse See beskou. Die Middellandse See is die grootste oorblywende fragment van die Tethyssee, wat ongeveer 65 miljoen jaar gelede gevorm is in 'n trag wat van oos na wes in die aardkors geloop het. Hierdie see het Europa van Afrika geskei en het verder dwars gestrek deur die Midde-Ooste en Suid-Asië tot by Mianmar.
Hier is die see vlak vanweë sediment wat deur die riviere afgevoer word. By Algerië daarenteen word reeds 20 km van die kus af 'n diepte van 2 750 m gemeet en tussen Algerië en Majorka 3 000 m, in die Ioniese See 4 632 m en in die Levantynse See 3 865 m. Vanweë voortdurende beweging in die seebodem en die verskuiwing van die kontinentale plate teen of oormekaar word die Middellandse See dikwels deur aardbewings en vulkane geteister.
Die beweging het sy oorsprong diep onder die aardkors, waar warm, plastiese mantelmateriaal deur die korsgesteentes dring en ook verantwoordelik is vir konveksiestrome. Hierdie konveksiestrome word vandag algemeen beskou as die meganisme waardeur die kontinentale plate as 't ware op ’n vervoerband ronddryf.
Kenmerkende eienskappe van die Middellandse See is sy taamlik hoë soutgehalte en die swak getye. Die see skep vir die omliggende landgebiede 'n eie klimaatsone, die sogenaamde Mediterreense klimaat met warm, droë somers en winterreën, vergelykbaar met die klimaat van Suid-Afrika se Kaapse Skiereiland.
Die Mediterreense klimaat maak die verbouing van olywe en wyn moontlik, waarvoor die lande rondom die Middellandse See bekend staan.
Die reënval neem van wes na oos geleidelik af, met die gevolg dat daar in Julie en Augustus geen neerslag aan die Egiptiese en Levantynse kus voorkom nie. Gedurende die somer veroorsaak 'n hoogdrukstelsel oor die Asore en 'n laagdrukstelsel oor Rusland 'n noordelike wind wat bestendige weer in die oostelike dele meebring.
In die weste, tussen die Alpe en die Pireneë, waai die koue mistralwind, wat dikwels in Januarie stormsterkte bereik. Die sterk bora vanuit die noordweste waai oor Triëst, en deur die Straat van Gibraltar waai die levantara uit die ooste en die vendavales uit die weste. Die ghibli of chamsin is verantwoordelik vir die baie stof wat van die westelike Sahara aangewaai word, en die droë, warm sirokko waai uit die ooste.
Riviere wat in die Middellandse See uitmond, verskaf net 'n derde van die hoeveelheid water wat deur verdamping verlore gaan. As gevolg hiervan is daar voortdurend 'n toevloei van oppervlakwater vanuit die Atlantiese Oseaan, wat hoofsaaklik langs die kus van Afrika ooswaarts vloei.
Slegs die water verdamp en die sout bly agter, sodat die soutkonsentrasie verhoog word. Die oppervlakwater, waar die verdamping plaasvind, word gevolglik digter en daarom swaarder en sak na 'n diepte van 70 tot 80 m. Dit word dan in 'n westelike onderstroom deur die nou Straat van Gibraltar, tussen die suidelike punt van Spanje en die kus van Noord-Afrika, na die Atlantiese Oseaan gevoer.
Die oseaan het 'n meer gebalanseerde verhouding tussen die varswateropname en waterverlies en die natuurlike buffersisteme kan die effek van die verhoogde soutinhoud neutraliseer. Water met 'n laer soutinhoud vloei dan die Middellandse See binne, waardeur die water deur die jaar 'n min ot meer konstante soutinhoud verkry.
Die toestande vir vissery is nie baie gunstig nie omdat die Middellandse See feitlik afgesny is van die voedselbronne van die Atlantiese Oseaan van wee die nou en vlak verbindings tussen hulle. Verder is die vertikale sirkulasie swak, wat veroorsaak dat daar ’n tekort is aan fosfate, nitrate en nitriete, wat vir die seelewe noodsaaklik is.
Die Middellandse See is 'n oorblyfsel van die Tethyssee, 'n reusagtige diepseegebied wat tydens die mesosoïkum oos van die vasteland Pangaea gevorm het. Ses miljoen jaar gelede sluit tektoniese aktiwiteite as gevolg van die botsing van Afrika en Europa se vastelande die seestraat van Gibraltar, en groot dele van die Middellandse See lê gereeld droog. Afsettings van gips en sout uit die tersiêre tydperk bedek nog steeds die seebodem.
Ook tydens die ystydperk lê die see gedeeltelik droog. Die Franse duiker Henry Cosquer ontdek in 1985 naby Marseille 'n prehistoriese grot met rotstekeninge, wat 36 meter benede die seespieël lê.