Törökországázsiai és európai részét részben a Márvány-tenger választja el egymástól. 280 km hosszú és 80 km széles, vízfelülete 11 350 km². Átlagos mélysége 494 méter, középtájon a legmélyebb pontja 1355 méter. Átlagos sótartalma 22‰.
Az ókori görögök Propontisz (Προποντίς, pro ~ előtt + pontosz ~ Fekete-tenger) néven emlegették.
Két nagyobb sziget-csoport található a tengeren: a Herceg-szigetek a Boszporusz bejáratánál kedvelt turisztikai látványosság, míg a tenger névadója, a Márvány-sziget az ázsiai partoktól északnyugatra található híres márványbányáival (marmarosz görögül márvány).
A tenger alatt húzódik az észak-anatóliai törésvonal, mely több erős földrengés okozója volt. Ez akár cunamival is fenyegetheti Isztambult, ami a tenger északi partjainál fekszik.