A Kieli-csatorna mindkét végét a változó vízállásokat kivédő zsiliprendszerekkel látták el. A csatorna két végpontja az Elba-parti Brunsbüttel és Kiel Holtenau nevű északi elővárosa. A két zsilipmű közötti távolság 98,637 km. A csatorna Schleswig-Holstein több tájegységét átszeli, többször is keresztezi a geestek magasabb terepszintjeit. A csatorna a rendsburgi kikötőig követi az Eider folyócska nyomát. Rendsburgtól északkeletre egy szakaszon az Eider régi medrét alakították át csatornává.
Nyolc országút és vasútvonal keresztezi a csatornát, ezek számára 10 magashidat építettek. E hidaknak a minimális magassága 40 méter a víztükör fölött, a tengeri hajók nagy mérete miatt. Rendsburgnál közúti alagutak és egy gyalogosalagút keresztezi a csatornát.
A csatorna története
Már a 7. században egy fontos vízi útvonal vezetett át a félszigeten: Hedeby városnál csak 16 kilométer volt a távolság az Északi-tengerbe torkolló Trenne és a Balti-tengerbe ömlő Schlei között. A vikingek ki is használták ezt a lehetőséget, és könnyű hajóikat darabokra bontva szállították át a keskeny földhídon.
A 16. századbanLübeck városa meg is építette az első Schleswig-Holsteint átszelő Alster-Beste hajózócsatornát, amelyet azonban 23 zsilipmű tagolt, és csekély vízmélysége miatt nem volt alkalmas tengeri hajó átkelésére.
A Kieli-csatorna közvetlen elődje az Eider-csatorna volt, amelyet Dánia épített Kiel és Rendsburg között, ahonnan az Eideren át a hajók eljuthattak az Elbára. A sok zsilipelés miatt az átkelés 3-4 napot vett igénybe.
1878-ban a Dahlström hamburgi hajózási vállalkozó és vízügyi-mérnök javaslatot tett a mai csatorna megépítésére. A csatornaépítők nagy profitra számítottak a német hadiflotta kiépítéséből, és annak kieli letelepedéséből.
1887. június 3-án személyesen I. Vilmos császár tette le a csatorna alapkövét. 1895. június 21-én II. Vilmos császár nyitotta meg az akkor még „Vilmos császár-csatornának” nevezett víziutat. Az építkezés 11 évig tartott, ez alatt 8900 munkás 80 millió köbméter földet mozgatott meg. A csatornaépítés 156 millió aranymárkát emésztett föl, jócskán túllépve ezzel az eredetileg megszabott költségvetési kereteket. A csatorna 67 méter széles és 9 méter mély volt. A csatorna két végét zsilipekkel zárták le, melyek egyenként 125×22 méteresek voltak.
A német flotta hajóinak méretnövekedése miatt a csatornát már 1907 és 1914 között ki kellett mélyíteni. A szélességet 110 méterre, a vízmélységet 11 méterre növelték. Szükség volt nagyobb végzsilipekre is, ezért a Brunsbüttelnél és a Kielnél is 310×42 méter méretű nagyzsilipeket építettek. Az építkezés 242 millió aranymárkás költsége nagyobb volt, mint az eredeti csatorna építési költsége.
1918: a háborús vereséget követően a csatornát nemzetközi ellenőrzés alá vonták.
1948: A csatorna átkeresztelése. Az új név Északi- és Balti-tenger-csatorna (Nord-Ostsee-Kanal) lett.
1965 óta a csatornát már másodszor építik át. A hajózóét szélességét 162 méterre növelték, hogy az áthaladási időt csökkentsék.
2004 A csatornát 41 000 hajó vette igénybe, melyek összesen 80 millió tonna árut szállítottak.