La salinité de la mer Noire est faible (18 ‰ en surface) et le débit de sortie puissant. Les abondants apports fluviaux sont issus du Danube, du Dniestr, du Dniepr, du Don et du Kizil Irmak. À l’entrée de la mer noire, les eaux se répartissent entre les eaux peu denses de surface qui s’écoulent vers la mer de Marmara et un contre-courant d’eaux profondes venues de Méditerranée.
Mais l’apport en eau méditerranéenne est insuffisant pour renouveler l’oxygène des eaux profondes et les eaux de surface sont trop légères pour s’enfoncer. Il en résulte une couche d’eau fortement sulfurée, où ne peuvent vivre que des organismes anaérobies, dont le plafond se situe à 150 m de profondeur au large. La surface des eaux de la mer Noire est animée par deux courants cycloniques fortement ramifiés.