Esteso per 2,5 milioni di kmq, costituisce appena lo 0,7% della superficie totale di tutti i mari.
Articolato in golfi e bacini più o meno sviluppati, da un punto di vista oceanografico può essere diviso in due sottobacini, Mediterraneo occidentale e in Mediterraneo orientale, separati da una bassa dorsale sottomarina che dalla Tunisia si estende alla Sicilia. Queste due parti differiscono per diverse caratteristiche, in particolare per la temperatura e la salinità, più elevate nel Mediterraneo orientale(16°C, 26-29°C contro 12°C, 23°C; 36 g. per 1000 contro i 39).
Circa 180 milioni di anni fa, nel Mesozoico, il nostro pianeta era occupato da un grande caldo oceano primitivo che senza soluzione di continuità si estendeva dall'attuale Atlantico al Pacifico, separando fra loro i grandi blocchi continentali della Laurasia e del Gondwana. Testimonianze di quella origine sono i pesci fossili dei Monti Lessini.
Con la lenta deriva dei continenti, iniziata circa 50-60 milioni di anni fa, che portò gradualmente la zolla africana a scontrarsi con quella europea all'incirca nella zona oggi occupata da Gibilterra, il Mediterraneo acquisto una propria identità, separandosi dall'Atlantico, ad eccezione di piccoli stretti in Spagna e in Africa settentrionale.
Ad oriente invece, l'antico Mediterraneo rimase ampiamente comunicante con l'Oceano primitivo da cui si sarebbe originato l'Indo-Pacifico. La rotazione in senso antiorario del continente africano avrebbe chiuso definitivamente questo varco nei successivi 15-20 milioni di anni. Contemporaneamente le spinte delle gigantesche zolle continentali determinavano il sollevamento delle catene montuose che circondano il Mediterraneo: Alpi, Atlante, Sierra Nevada, etc.
Circa 5.5 milioni di anni fa, probabilmente a causa di un gigantesco terremoto, il livello del Mediterraneo si innalzò notevolmente con il conseguente crollo del muro che separava l’arido deserto mediterraneo e l’Oceano Atlantico. La soglia di Gibilterra si ruppe e una imponente massa d’acqua, calcolata 1000 volte quella delle cascate del Niagara, cominciò a riversarsi dall’Atlantico. Furono necessari centinaia di anni e un abbassamento del livello generale degli oceani di 10-20 metri per riempire il nostro mare e renderlo simile a quello attuale, con le caratteristiche di mare temperato.
Da allora il livello del Mediterraneo non si è mantenuto costante e negli ultimi 18 mila anni si è innalzato di 80-100 metri.
Particolarmente importanti per la vita nel Mediterraneo sono state le glaciazioni del Quaternario, soprattutto le modificazioni del regime delle correnti attorno allo Stretto di Gibilterra, favorendo ora l’ingresso di acque fredde e profonde, di origine boreale, ora quello di acque superficiali, più calde, di origine subtropicale. Ciascuna di queste masse d’acqua apportò di volta in volta faune e flore di acque fredde o calde i cui limiti di diffusione vennero determinati sia dalla capacità di adattamento delle singole specie sia dal permanere o meno delle condizioni favorevoli al loro insediamento.
La testimonianza dell’origine composita dei popolamenti del Mediterraneo è data dalle loro caratteristiche biogeografiche delle singole specie: artico-boreali, atlantico-(sub)tropicali, cosmopolite, indopacifiche, atlantico-mediterranee e, naturalmente, esclusive del Mediterraneo.