Die Meeresbucht befindet sich um Südosten der Nordsee und grenzt an die Küsten von Dänemark, Deutschland und den Niederlanden. Im Nordwesten grenzt die auf dem Europäischen Kontinentalschelf liegende Deutsche Bucht an die Doggerbank. Die Ausmaße verlaufen von den westfriesischen über die ost- und nordfriesischen Inseln bis zur Halbinsel Jütland.

Den südöstlichsten Teil bildet die Helgoländer Bucht, welche sich von Helgoland aus bis ans deutsche Festland ausbreitet. Im dort befindlichen Helgoländer Becken und in einem weiteren Becken zwischen der Doggerbank und Jütland beträgt die tiefste Stelle der Deutschen Bucht 56 Meter.

In der Deutschen Bucht befinden sich einige Naturschutzgebiete und Nationalparks, aber auch eine der am stärksten befahrenen Wasserstraßen der Welt. Diese führt von der Elbmündung bei Hamburg durch den südlichen Teil der Bucht bis zur Straße von Dover und weiter durch den Ärmelkanal bis zum Atlantischen Ozean.

Die Koordinaten der Deutschen Bucht lauten 54° 27' 14" nördliche Breite und 7° 12' 50" östliche Länge.