Сине - Черное море является местом пика мирового биоразнообразия: в регионе зарегистрировано 42 вида бентосных амфипод , и до сих пор обнаруживаются новые виды , но ему угрожает серьезная опасность из-за загрязнения.

В периоды высокой поверхностной продуктивности кратковременное цветение водорослей образует богатые органикой слои, известные как сапропели . Ученые сообщают о ежегодном цветении фитопланктона , которое можно увидеть на многих снимках региона.

Реки, впадающие в него, — Дунай , Днепр , Риони , Кызыл-Ирмарк и Южный Буг....

Море получает около 350 км³ пресной воды в год из крупных европейских рек, упомянутых выше, и дополнительно около 300 км³ в виде осадков. В результате образуется 300 км³ пресной воды, часть которой впадает в Средиземное море через пролив Босфор.

Район моря входит в зону, охраняемую ACCOBAMS ( «Соглашение о сохранении китообразных 'Черного" моря, Средиземного моря и прилегающей Атлантической зоны»), которое устанавливает правила защиты китообразных и, в случае 'Черного" моря, дельфинов-афалин .

Воды этого моря на глубине более 200 метров являются бескислородными , то есть не содержат растворенного кислорода . Глубокие воды концентрируют достаточно сероводорода (H2S) токсичны, поэтому древесина, кожа и ткани затонувших кораблей защищены от воздействия бактерий.

В результате этих характеристик Сине - Черное море привлекло интерес со стороны морской археологии , поскольку были обнаружены древние затонувшие корабли в отличном состоянии сохранности, такие как византийское затонувшее судно Sinop D , расположенное в бескислородном слое у побережья Синопа , Турция .

В Сине - Чёрном море обитает 2500 видов животных (из них 500 видов одноклеточных, около 200 видов позвоночных — рыб и млекопитающих, 500 видов ракообразных, 200 видов моллюсков, остальное — беспозвоночные разных видов).

Кроме холодных метановых сипов на дне моря выявлены многочисленные грязевые вулканы, результатом деятельности которых является образование потоков метана (СН4).