В 1957 - 1959 гг. в Охотском море работали ученые различных институтов и ведомств по программе Международного геофизического года, а затем в рамках года Международного геофизического сотрудничества. Важное место в исследовании Охотского моря заняло изучение структуры водных масс, водообмен с соседними бассейнами, ледовые условия и т. д. Для проведения этих исследований привлекались крупные научные суда, самолеты ледовой разведки, искусственные спутники Земли.
В последние десятилетия изучение Охотского моря проводилось не только в интересах науки, но и во многом носило прихладной характер, обеспечивая нужды рыбного хозяйства и морского транспорта. По результатам исследований написаны обстоятельные научные работы, созданы специализированные карты и пособия. Главные особенности природы Охотского моря теперь довольно хорошо известны.
Охотское море — одно из наиболее крупных и глубоких морей. Его площадь равна 1603 тыс. км2, объем — 1316 км3, средняя глубина — 821 м, наибольшая глубина — 3521 м. Протяженность береговой линии вместе с островами — 10 460 км. Очертания берегов сложные, особенно в западной и северо-восточной частях моря.
Рельеф дна Охотского моря разнообразен. Северная и северо-западная части представляют собой материковую отмель (шельф) шириной от 200 до 400 км. Шельф занимает 22% площади дна. Почти вся остальная часть моря (около 70%) находится в пределах материкового склона с глубинами от 200 до 1 500 м. Материковый склон крутой и неровный. На нем выделяются отдельные подводные возвышенности, впадины и желоба. Самая глубокая часть моря (более 2500 м) представляет собой участок ложа, занимающего всего 8% общей площади дна. Он вытянут вдоль Курильских островов и постепенно сужается от 200 км против острова Итуруп до 80 км возле пролива Крузенштерна.
Охотское море характеризуется муссонным климатом умеренных широт. Значительная часть моря на западе глубоко вдается в материк и расположена сравнительно недалеко от полюса холода Северного полушария, поэтому главный источник холода для этого моря находится на западе, а не на севере. Высокие хребты Камчатки затрудняют проникновение теплого тихоокеанского воздуха на пространства моря. Только на юго-востоке и юге море открыто Тихому океану и Японскому морю, откуда поступает теплый воздух. Влияние охлаждающих факторов оказывается сильнее, чем отепляющих, поэтому Охотское море в целом весьма холодное. Однако его большая протяженность с севера на юг обусловливает значительные пространственные различия метеорологических условий на море.
В холодную часть года (с октября по апрель) господствуют сильные устойчивые северо-западные и северные ветры, нередко достигающие штормовой силы. Зимой скорость ветра обычно равна 10 — 11 м/с. Средняя температура воздуха в самом холодном месяце — январе равна на северо-западе моря -20 . -25°, в центральных районах примерно - 10 . — 15°, на юго-востоке -5 . -6°.
В теплый сезон (с мая по октябрь) над морем преобладают слабые юго-восточные ветры. Тихоокеанский (летний) муссон слабее азиатского (зимнего), т. к. пространственные различия атмосферного давления в летнее время невелики. Средняя месячная температура воздуха в самом теплом месяце — августе понижается с юго-запада (18 °) на северо-восток (10— 12°). В летние месяцы на юге моря довольно часто наблюдаются тропические циклоны - тайфуны.
В Охотское море впадает много рек, преимущественно небольших. Общий материковый сток равен примерно 600 км3/год, примерно 65% стока дает Амур. Речной сток поступает в море главным образом весной и в начале лета. Его наибольшее влияние ощущается в прибрежной зоне, возле устьев крупных рек.
Важную роль в формировании гидрологических условий в Охотском море играет водообмен через Курильские проливы. В южных проливах (Екатерины, Фриза) в верхних слоях преобладает сток охотоморских вод, а в верхних слоях северных проливов, например, в Первом и Втором Курильских, в основном идет приток в море тихоокеанских вод.
Температура воды на поверхности моря понижается с юга на север. Зимой почти повсеместно поверхностные воды охлаждаются до температуры замерзания, равной - 1,5 .- 1,8°. Лишь возле Курильских проливов температура воды на поверхности равна 2,5 — 3,0°.
Летом поверхностные воды моря прогреты до температуры 10— 12° в центральных районах. Наиболее холодные (6— 7°) поверхностные воды наблюдаются у острова Ионы, мыса Пьягина и пролива Крузенштерна. Изменение температуры воды с глубиной происходит различно в разных районах моря.
Для вертикального распределения температуры воды летом характерен холодный промежуточный слой - остаток зимнего охлаждения моря. В его разных районах он залегает на разных горизонтах.