马六甲海峡位于马来半岛和苏门答腊岛之间。因马来半岛南岸古代名城马六甲而得名。海峡西连安达曼海，东通南海，呈西北-东南走向，长约1080千米，连同出口处的新加坡海峡为1185千米。西北宽370千米，东南宽37千米。面积6.4万平方千米。海底比较平坦，多泥沙质。水深由北向南、由东向西递减，一般为25-115米。东南峡口有许多小岛，一些小岛边缘有岩礁和沙脊，妨碍航行。主要深水航道偏于海峡东侧，宽度2.7-3.6千米，可通航吃水20米的巨轮。海峡西岸地势低平，多大片沼泽、泥质岛屿和红树林海滩，大船不易靠岸。
马六甲海峡处于赤道无风带，终年高温多雨，风力很小，年均气温25℃以上，年均降水量2000-2500毫米，马六甲港等地达3000毫米，甚至更多。一年中绝大部分时间风力微小，4-5月、10-11月可能出现猛烈的暴风雨，但一般历时短暂，不过数十分钟，对船舰航行阻碍不大，世人称马六甲海峡是风平浪静的航行海峡。
马六甲海峡是沟通太平洋与印度洋的重要航道。通航历史远达2000多年，是环球航线的重要环节，每天平均通过的船有200多艘，每年通过8万多艘，成为仅次于多佛尔海峡-英吉利海峡的世界最繁忙海之一。然而海峡宽度较窄，其中还有沙滩和沙洲，浅于23米的地方就有37处，再加上过去的沉船等有碍巨型油轮通行，因而不断发生巨轮搁浅事件，载重20万吨以上油轮只得绕道印尼的龙目海峡，多航行2000多千米。同时两岸泥沙不断向海峡内淤积，海岸线每年大约向前伸展60～500米。如按此淤积速度，马六甲海峡1000年内就会消失。因而加强航道疏浚和综合治理是非常艰巨任务。
马六甲海峡的南部水深很少超过37米，一般约为27米，越向西北海底越深，到与安达曼海盆汇合处水深约达200米。海峡南口有许多小岛，有些小岛的边缘上有岩礁和沙脊，因此阻碍了马六甲海峡南入口的航行。已确定沙脊是由来自苏门答腊的河水中夹带的物质淤积而成。
从地质上看，马六甲海峡是巽他陆棚的组成部分，在第四世纪开始阶段（大约160万年前）是一片延绵的低地，自第三世纪后期（大约700万年前）至今似未曾受到过地壳运动的影响，轮廓是因后冰期高纬地区的陆冰融化而上涨的海水浸泡而成。
马六甲海峡的两岸常可看见海岸沼泽，沿苏门答腊东部的海岸便有一处面积很大、地势低洼的沼泽林。海峡两岸均泥沙淤积，大河口附近泥沙淤积外展程度不等，在马来亚沿海，每年泥沙淤积外展幅度约为9米，而到苏门答腊东部沿海则约为200米。
马六甲海峡地区气候湿热，冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风，年平均降雨量由1941毫米到2565毫米不等。北半球冬季，北印度洋海区的季风洋流整体上由东向西流，导致马六甲海峡水整体上由东南向西北流动的；北半球夏季，北印度洋海区的季风洋流整体上由西向东流，使马六甲海峡海水整体上由西北向东南流动。海峡东部海水表面温度为30.5-31℃（87-88℉）；西部海水表面温度则可比东部水温低4℉。由于紧接陆地又有几条大河注入海峡，造成马六甲海峡水含盐度低。
马六甲海峡，沿岸美丽富饶。年平均气温在25℃以上，年降雨量在3000毫米左右。热带丛林遍布两岸，高达60米的常绿树随处可见。各种藤萝攀缘植物，像天罗地网缠绕在巨树之间。两岸又是热带橡胶、锡和石油的重要产地。西北端的槟榔屿，风光秀丽，被誉为“东方明珠”。
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