La mer du Nord est une mer épicontinentale de l'océan Atlantique, située au nord-ouest de l'Europe, et qui s'étend sur une superficie d'environ 575 000 km2.
Les pays qui bordent la mer du Nord sont la Norvège au nord-est ; le Danemark à l'est ; l'Allemagne au sud-est ; les Pays-Bas, la Belgique et la France (avec 50 km de littoral entre Calais et la frontière belge) au sud ; le Royaume-Uni (île de Grande-Bretagne) à l'ouest ; enfin les îles Orcades et Shetland au nord-ouest. Elle communique avec la Manche au sud-ouest ; avec l'océan Atlantique au nord-ouest et la mer de Norvège au nord ; avec le Skagerrak à l'est. Le canal de Kiel permet aux navires de rejoindre directement la mer Baltique.
Elle constitue une zone de fort transit maritime, d'exploitation pétrolière et de pêche. La mer du Nord et son littoral forment un milieu naturel très riche, mais la pollution marine, la surpêche, l'industrie pétrolière (plateformes offshore) et le tourisme sont sources de menaces pour l'avenir. Elle est en aval du centre de l'Europe industrielle, de l'estuaire du Rhin aux fjords norvégiens et aux falaises du nord de la Grande-Bretagne. Le secteur Manche/Sud-mer du Nord, incluant le pas de Calais est considéré comme représentatif de mers mégatidales peu profondes, caractérisées par un fort courant et une eau très turbide (en raison des courants et phénomènes de renversement de marées), ce qui en fait une zone écologiquement particulière, mais également vulnérable au risque maritime en raison d'un intense trafic maritime (marchand et passager).
Dans les langues officielles de ses pays côtiers, la mer du Nord se nomme en allemand : Nordsee ; en anglais : North Sea ; en danois : Nordsøen ; en néerlandais : Noordzee et en norvégien : Nordsjøen. Dans les langues régionales riveraines, elle est appelée en bas allemand : Noordsee ; en bas saxon néerlandais : Noordzee ; gaélique écossais : Cuan a Tuath ; en ouest-flamand : Nôordzêe ; en ouest-frison : Noardsee et en scots : North Sea.
L'Organisation hydrographique internationale définit les limites de la mer du Nord de la façon suivante:
Au sud-ouest : une ligne joignant le phare de Walde (à l'est-nord-est de Calais) (50° 59′ 40″ N, 1° 54′ 55″ E) et Leathercoat Point (au nord-est de Douvres) (51° 10′ 02″ N, 1° 24′ 08″ E).
Au nord-ouest : depuis Dunnet Head (58° 40′ 00″ N, 3° 24′ 00″ O), en Écosse, à Tor Ness (58° 46′ 33″ N, 3° 17′ 23″ O), sur l'île de Hoy, puis à travers cette île jusqu'au Kame of Hoy (cap) (58° 55′ 19″ N, 3° 24′ 41″ O) et de là au Breck Ness (cap) sur l'île de Mainland, à travers cette île jusqu'à Costa Head (en) (59° 09′ 14″ N, 3° 11′ 56″ O) et de là à Inga Ness (59° 16′ 00″ N, 3° 01′ 00″ O), sur l'île de Westray, à travers cette île jusqu'à Bow Head (59° 21′ 33″ N, 2° 57′ 08″ O), par Mull Head (pointe nord de Papa Westray) et Seal Skerry (pointe nord de North Ronaldsay) et de là jusqu'à Horse Island (pointe sud des îles Shetland) (59° 50′ 57″ N, 1° 19′ 08″ O).
Au nord : depuis la pointe nord de Mainland (60° 38′ 14″ N, 1° 18′ 33″ O) (point of Fethaland), aux îles Shetland, par le Nev of Stuis (60° 39′ 17″ N, 1° 09′ 24″ O), sur l'île de Yell, à travers Yell jusqu'à Gloup Ness (pointe) (60° 43′ 54″ N, 1° 04′ 29″ O) et par Spoo Ness (cap) (60° 45′ 36″ N, 0° 56′ 40″ O), dans l'île d'Unst, à travers Unst jusqu'à Hermaness (cap), à la pointe sud-ouest de l'île de Rumblings et à Muckle Flugga (60° 51′ 23″ N, 0° 53′ 00″ O), toutes ces îles étant incluses dans la mer du Nord, de là à l'intersection du méridien 0°53' Ouest et du parallèle 61°00' Nord, puis le long de ce parallèle en direction de l'est jusqu'à la côte norvégienne, le Viking Bank étant inclus dans le périmètre de la mer du Nord.
À l'est : par une ligne joignant Hanstholm (Danemark) (57° 07′ 35″ N, 8° 37′ 15″ E) et le Lindesnes (cap), en Norvège (57° 58′ 49″ N, 7° 03′ 16″ E).
Au nord, elles sont déchiquetées, récemment dépouillées par des glaciers des périodes glaciaires ; les montagnes norvégiennes plongent en mer, donnant naissance, au nord de Stavanger à des fjords profonds et à des archipels aux multiples îles et îlots. Au sud, elles sont plus douces : recouvertes de débris glaciaires déposés ou directement par la glace ou redéposés par la mer.
Au sud de Stavanger, le trait de côte et son relief s'adoucissent, alors que les îles deviennent moins nombreuses. La côte écossaise orientale présente encore une allure déchirée, mais moins marquée qu'en Norvège. À partir de la « tête de Flamborough » (Flamborough Head), dans le Nord-Est de l'Angleterre les falaises s'amenuisent et leur matériau (de moraine souvent), moins résistant, s'érode plus facilement, donnant des formes plus arrondies. En Hollande, en Belgique et dans l'Est de l'Angleterre (Est-Anglie) le littoral devient bas et localement marécageux (avec zones de polders), et les estuaires s'élargissent. Les côtes est et sud-est de la mer du Nord (la mer des Wadden) sont principalement sablonneuses et rectilignes, notamment en Belgique et au Danemark.
La mer du Nord repose en grande partie sur le plateau continental et possède donc peu de zones profondes de plus de 100 m. Toutefois, vers le nord, à partir de la latitude 53°24", d'une manière générale, le fond de la mer du Nord descend irrégulièrement. Vers le sud, il s'incline vers le pas de Calais.
Les profondeurs rencontrées dans sa partie méridionale sont de l'ordre de 40 m (voir : Long Forties). Ce secteur est composé de nombreux hauts-fonds ou bancs probablement des ères glaciaires mouvant au gré des fortes marées. Ceux-ci représentent d'importants dangers maritimes.
À l'est de la Grande-Bretagne, le vaste plateau morainique du Dogger Bank s'élève jusqu'à −15 à −30 m, formant ainsi une région très poissonneuse.
Les plus grandes profondeurs se trouvent dans la fosse norvégienne qui longe la côte norvégienne de la mer de Norvège jusqu'à Oslo. Large de 25 à 35 km, elle est profonde de 300 m environ au large de Bergen, et atteint jusqu'à 700 m dans le Skagerrak.
On trouve aussi des grandes profondeurs dans la partie occidentale de la mer du Nord, comme le trou du diable (Devil's Hole) au large d'Édimbourg, jusqu'à plus de 460 m ; ou quelques tranchées au large de la baie The Wash. Ces couloirs pourraient avoir été formés par les cours d'eau pendant la dernière glaciation. En effet, à cette époque de glaciation, le niveau de la mer du Nord se trouvait plus bas que le niveau actuel (régression). Les fleuves auraient alors érodé certaines parties alors découvertes que la mer recouvre aujourd'hui (transgression). Ce qui est le plus probable est qu'ils soient des restes de vallées tunnels maintenues ouvertes par les courants de marée.
Du carbone s'y est accumulé sous forme de craie, mais aussi d'hydrocarbures ; notamment dans des schistes et charbons profonds situés sous le gisement. Ces hydrocarbures se sont probablement formés à partir de sédiments qui se sont accumulés au Jurassique moyen et au supérieur.
Lors de la formation du rift de la mer du Nord, et du graben central de la mer du Nord (graben inversé, propice à la formation de pétrole et gaz), alors que le fond marin s'enfonçait, ces hydrocarbures ont été peu à peu piégés par des schistes du Jurassique supérieur et des marnes du Crétacé inférieur. Ils sont aujourd'hui exploités par des forages profonds.