Die Fläche des Mittelmeers beträgt etwa 2,5 Millionen km² und sein Volumen 4,3 Millionen km³. Im Calypsotief erreicht es eine maximale Tiefe von 5.267 Metern. Die durchschnittliche Wassertiefe liegt bei rund 1.430 Metern. Das Europäische Mittelmeer liegt als am stärksten von Festländern umgebenes bzw. vom Ozean getrenntes Mittelmeer zwischen den drei Kontinenten Afrika, Europa und Asien. Es wird zu den Nebenmeeren des Atlantischen Ozeans gezählt.
Im Westen ist es durch die Straße von Gibraltar mit dem Atlantischen Ozean verbunden, im Nordosten über die Dardanellen, das Marmarameer und den Bosporus mit dem Schwarzen Meer und im Südosten über den Sueskanal (seit 1869) mit dem Roten Meer, einem Binnenmeer des Indischen Ozeans.
Das Mittelmeer ist vor allem im Osten und Norden durch eigene Nebenmeere und Buchten stark untergliedert.
In der Tiefe gliedert sich das Meer in zwei charakteristische Becken, ein westliches und ein östliches, die durch die seismisch hochaktive Schwelle Tunesien–Italien getrennt sind. Hier zeichnet sich mit dem Tyrrhenischen Becken noch ein drittes, eigenständiges Becken ab.
Im Sinne der natürlichen Struktur gliedert man das Mittelmeer in einen westlichen und einen östlichen Teil. Seltener ist die Unterteilung in einen West-, Zentral- und Ostteil. In diesem Fall werden die Meeresgebiete rund um die Italienische Halbinsel zum zentralen Mittelmeer gerechnet: Ligurisches Meer, Tyrrhenisches Meer, Straße von Sizilien, Golf von Gabès (Kleine Syrte), Ionisches Meer, Adriatisches Meer.