Itä-Kiinan merestä Keltaisenmeren erottaa viiva, joka kulkee Kiinan JangtsejoeltaJejun saarelle Korean niemimaan eteläpuolella. Keltaisenmeren pohjoisosassa Koreanlahden länsipuolella sijaitsee suuri merestä jokseenkin erillinen lahti, Bohainmeri, jonka rajaavat pohjoisessa Liaodongin niemimaa ja etelässä Shandongin niemimaa. Ilman Bohainmerta Keltaisenmeren pinta-ala on noin 380 000 neliökilometriä. Meren keskisyvyys on 44 metriä ja syvin kohta vain 152 metrin syvyydessä.[3][5]
Keltaisenmeren matalan pohjan muodostaa edellisen jääkauden jälkeen (alle 10 000 vuotta sitten) mereen uponnut mannerjalustan osa. Kiinan rannikko on matalaa, Korean puolella rannikko on jyrkempi. Mereen virtaa vuosittain valtava määrä sedimenttejä Keltaisesta- ja Jangtsejoesta.[4] Keltaisenmeren ilmastolle luonteenomaisia ovat kylmät ja kuivat talvet sekä kosteat ja lämpimät kesät, joiden aikana esiintyy taifuuneja. Sumu on yleistä rannikkoalueilla. Mereen virtaa etelästä lämpimän Tsushimanvirran osa, joka eroaa päävirrasta Japanin Kyūshūn saaren länsipuolen tienoilla. Vuorovesi on voimakas etenkin Korean rannikolla ja voi nousta keväällä 8,2 metriin. Bohainmeren sisin rannikko jäätyy talvella.[5]