日本國立環境研究所及海洋研究開發機構的分析指出，若地球暖化問題無法獲得改善，日本海底層海域可能淪為無氧狀態的「死海」。專家憂心，含氧的表層海水在冬季溫度升高的情況下，難以充分冷卻下沈，為深層海域帶來氧氣，其結果將對海洋生態造成致命衝擊。
據日本「每日新聞」報導，日本的研究團隊分析日本海自一九二○年代以來的海洋觀測紀錄，發現該海域底層海水的含氧量自五○、六○年代後便持續下降。日本海底層海水目前的含氧量，為每公升六．七毫克，較五○年代當時減少兩成。該團隊推測，底層海水的浮游生物需要消耗氧氣，表層含氧的海水又難以充分下沈，底層海水的含氧量終有一天將供不應求。
日本三重大學海洋生態學教授谷村篤解釋，若底層海水氧氣不足，需要氧氣的細菌或動物死亡後，無法被分解的有機物就會開始堆積，進而產生對於多數海洋生物足以致命的硫化氫。谷村教授說，「死海」的海水一旦上升至表層，將改變海洋食物鏈以及魚種分佈，海中吸收二氧化碳進行光合作用的植物遽減，也將使暖化問題更為惡化。
日本海的海水溫度在過去百年間，已經上升攝氏一．三至一．七度。日本的研究團隊因此預測，若海水溫度持續上升，暖化問題更為惡化，日本海的海洋循環將陷入停滯，並於百年後演變成無氧狀態。
日本海是西北太平洋最大的邊緣海，水域面積約97.8萬平方公里。東部的邊界由北起為庫頁島、日本列島的北海道、本州和九州；西邊的邊界是歐亞大陸的俄羅斯；南部的邊界是朝鮮半島。1815年俄國航海家A.J.v.克魯森斯特思取名日本海。日本海的水域有6個海峽與外水域相通，分別為: 間宮海峽、宗谷海峽、津輕海峽、關門海峽、對馬海峽還有朝鮮海峽。
最深度是海平面3,742米以下、而平均深度是海平面1,752米以下。位於日本海的北部和西北部有日本海盆，是最主要的海盆，另外東南部是大和海盆，還有西南部的津輕海盆。
海的東岸水深較淺，大陸架較寬；海的西岸，特別是朝鮮半島附近的水域，大陸架的延伸只有約30公里左右。黑潮的一個分支進入此海域。
海域的北部和東南部都是豐富的魚場。各國為了海域的漁獲而引發不少領土糾紛。位於本海域東南部的竹島（韓國稱獨島）就是朝韓雙方和日本各自聲稱擁有主權的地方。此外，海底帶有磁性的海沙、海底下豐厚的天然氣及石油資源，都是各國希望得到的重要礦物。而自從東亞經濟發展起飛，本海域的重要性就日益顯著。