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Le bassin de la mer des Philippines est divisé en deux parties séparées par une crête sous-marine joignant Palau à Kyushu. À l’ouest comme à l’est, les fonds atteignent plus de 6 000 m. Des fosses sous-marines et les guirlandes insulaires d’origine volcanique caractérisent les marges est et ouest. Elles témoignent de la présence d’une activité tectonique intense. Les îles sont des volcans recouverts de coraux répandus dans toute la zone à la faveur d’eaux relativement chaudes (près de 20 °C en moyenne).
Le climat à l’intérieur de la mer des Philippines se caractérise par l’influence estivale de l’anticyclone du nord-ouest du Pacifique. En hiver, la zone est balayée par la mousson du nord-ouest, relativement fraîche et sèche. L’amplitude thermique est faible en zone tropicale, les températures restent comprises entre 20 °C et 30 °C. En revanche, aux plus hautes latitudes, entre le tropique du Cancer et le Japon, les températures varient de 10 °C en hiver à 30 °C en été. Les précipitations sont plus importantes dans les parties nord et sud. En revanche, les moyennes latitudes sont peu arrosées.
La mer des Philippines est fréquemment soumise à des cyclones tropicaux en automne. Ceux-ci se forment sur les eaux marines chaudes en surface.
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