Будучи одним из внутриконтинентальных морей Понто-Каспийской группы, оно оставалось практически полностью изолированным от Мирового океана со времени исчезновения океана Тетис. А это, в совокупности с другими природными особенностями (малыми размерами, мелководностью, большим притоком терригенного материала), определило формирование уникальной экосистемы, во многом непохожей на другие (Хрусталёв, 1989).

Азовское море расположено в зоне контакта Русской и Скифской платформ, а также Азово-Кубанского предгорного прогиба. Это обусловило небольшие глубины и пологий рельеф дна водоема. В северной части моря в пределах Русской платформы, в качестве элемента первого порядка, выделяется южный склон Украинского щита (Собакарь, 1964; Лебедев, Собакарь,1962). Частью его является Азовский выступ, который расположен на востоке водоема. Скифская платформа занимает большую часть основания моря, в ее пределах выделены следующие структуры: Азовский вал, Северо-Азовская депрессионная зона, Сивашская депрессия, а также южный склон эпигерцинской платформы (Маловицкий, 1964). На юге данная платформа переходит в молодую геологическую структуру – Индоло-Кубанский прогиб.

На востоке и юго-востоке Азовского моря береговая линия пересекает Азово-Кубанский предгорный прогиб, переходящий к югу в мегантиклинорий Большого Кавказа. В рельефе она представлена низменной равниной, поэтому восточное побережье является низким. Подводный береговой склон здесь формируют отложения песка, ила и детрита (Хрусталёв и др., 2000).

В северо-восточной части Азовского моря располагается самая мелководная его часть – Таганрогский залив. Его северные и южные берега являются абразионными. На многих их участках развиваются оползневые процессы. Клифы северного побережья сложены неогеновыми глинами и известняками-ракушечниками, южного – четвертичными глинами и суглинками. Зона прибоя у их основания покрыта узкими пляжами (до 10 – 15 м в ширину) из ракуши, песка и гравия. Местами встречаются бенчи, лишённые осадочного чехла (Хрусталёв, 1989). Для Таганрогского залива, как и Азовского моря в целом, характерно наличие песчаных кос, в числе которых Петрушинская, Кривая, Беглицкая, Ляпина (на севере), Очаковская, Чумбурская, Сазальницкая, Глафировская, Ейская, Долгая (на юге). Глафировская и Ейская косы обособляют очень мелкий Ейский лиман, в котором глубины не превышают 1 м. На северном побережье залива в результате затопления морем устья реки Миус образовался Миусский лиман. Для дельты Дона, простирающейся на 340 км², характерны песчано-илистые и аллювиальные отложения.

В пределах акватории Азовского моря выделяются следующие типы Новоазовских донных отложений: пелитовые (глинистые) и мелкоалевритовые илы, крупные алевриты, мелкозернистые пески, ракуша.

Наибольшее распространение получили терригенные отложения от крупнозернистых песков до пелитовых илов. Биогенные осадки имеют ограниченное развитие. Особенно большую роль они играют в восточной и северо-восточной частях собственно Азовского моря, где отмечаются максимальные для водоема значения биомассы и продуктивности биоценозов. Преобладающие по площади распространения пелитовые илы занимают глубоководную часть моря (более 10 м), представляющую собой область активной аккумуляции тонкодисперсного материала. В виде локальных пятен эти илы встречаются и на меньших глубинах, на участках, защищенных от активного волнового воздействия аккумулятивными формами, а также в глубоководной части Таганрогского залива. Мелкоалевритовые илы кольцом опоясывают акваторию Азовского моря, пространственно тяготея к области со слабой аккумуляцией. Крупные алевриты, в основном, накапливаются на взморье Дона. Донные отложения практически повсеместно в виде примеси содержат обломки раковин моллюсков (Шнюков и др., 1976; Хрусталев, 1989; Федоров и др., 1998; Экологический атлас…, 2011).

В Таганрогском заливе преобладают пелитовые илы, занимающие всю восточную и центральную части залива в интервале глубин 4,5 – 6,5 м. В районах кос в них увеличивается содержание раковинного материала, который местами образует ракушечные отложения. Подводный склон залива в интервале глубин 2,5 – 4,5 м выполнен крупными алевритами и мелкоалевритовыми илами. По периметру залива от уреза до глубин 1,5 – 2,5 м отлагаются мелкозернистые пески. На отдельных участках граница распространения песков опускается до глубины 4,5 – 5,0 м, по-видимому, благодаря активному размыву придонными течениями. В западной части залива, наряду с пелитовыми илами, значительное место занимают мелко-алевритовые илы. Такие литологические особенности обусловлены спецификой гидродинамических процессов в прибрежной и в мористой частях залива. В прибрежной зоне преобладающим является вдольбереговое перемещение наносов. В меньшей степени, вероятно, локально проявляется поперечное движение взвешенного материала. В прибрежных миграциях участвует практически весь гранулометрический спектр наносов от песков до самых тонких фракций. В процессе прибрежной переработки отложений происходит их дифференциация с накоплением песчаных отложений в верхней части подводного склона. В удалённых от берега частях залива преобладает перемещение тонких фракций терригенного материала во взвешенном состоянии под влиянием формирующихся ветровых, а также компенсационных потоков, связанных со сгонно-нагонными процессами. Локальные перемещения материала, возможно, связаны с придонными течениями в основном компенсационного характера. Эти процессы, несомненно, контролируются формами мезо- и микрорельефа дна, определяющими увеличение интенсивности осадконакопления в понижениях рельефа (Шнюков, 1974; Хрусталев, Щербаков, 1974).

Азовское море расположено в области умеренно-континентального климата. Важное значение играет солнечная радиация: годовое количество суммарной солнечной радиации увеличивается от Таганрогского залива к Темрюкскому от 4850 МДж/м² до 5250 МДж/ м². Доля рассеянной радиации составляет порядка 25 % от общей, а поглощенной – свыше 50 %, на испарение расходуется около 25 % (Гидрометеорология…,1991; Спичак,1964). Зима здесь довольно мягкая и сухая. Среднемесячная январская температура составляет -2 – -4°C. Преобладают сильные северо-восточные и восточные ветры. Весной циркуляционная система несколько меняется, и с приближением лета всё сильнее проявляются её местные особенности. В этот сезон при сохранении прежних доминирующих направлений существенную роль начинают играть западные ветры. Лето в районе Азовского моря жаркое (среднемесячная температура июля изменяется от +23,5 до +25°C) и, несмотря на выпадение основной части осадков, сухое в силу высокой испаряемости. Среднегодовая температура воздуха изменяется от 8,5 до 11,5°C, увеличиваясь с северной части моря к южной. Самые низкие температуры отмечаются в январе, а высокие в июле и августе в прибрежных районах и над открытым морем соответственно. Годовое количество осадков составляет 312 мм на западе моря и 430 – 528 мм на востоке и юго-востоке с максимальным (60 – 67 %) выпадением в тёплый период года (с апреля по октябрь). Наибольшее их количество приходится на июнь и август (Гидрометеорологический справочник …, 1962; Гидрометеорология…, 1991). В холодное время года выпадают преимущественно твердые осадки, однако в периоды потепления могут быть и дожди.

Как показал Ю. М. Гаргопа (2000), уровень биоресурсов моря увеличивается в период развития западной формы атмосферной циркуляции (W) и, наоборот, снижается, когда возрастает повторяемость восточной (E). Воздействие северной формы (C) неоднозначно. Он также продемонстрировал, что водный баланс и соленость тесно связаны с формами атмосферной циркуляции. Так, с середины 1960-х до второй половины 1990-х гг. доминировала форма циркуляции E. Со второй половины 1990-х гг. в ближайшие и последующие годы, видимо, существенное влияние на экосистему моря оказывает западный тип макропроцессов. Это предположение нашло подтверждение в работах (Латун и др., 2010; Латун, 2005).