İstanbul Boğazı, Karadeniz ile Marmara Denizi'ni birleştiren su yoludur. Yalnız Türkiye için değil, Avrupa ve Asya ülkeleri için de büyük bir önem taşıyan İstanbul boğazı eski bir nehir yatağıymış; dördüncü jeolojik zamanda bu vâdinin deniz sularıyla örtüldüğü ve bugünkü şeklini aldığı kabul edilir. İstanbul boğazında, Karadeniz'in az tuzlu ve hafif suları üstten Marmara'ya, Akdeniz'in çok tuzlu ve ağır suları da alttan kuzeye akarlar. Bütün girinti ve çıkıntılarıyla birlikte Anadolu kıyısının uzunluğu 35 km, Rumeli kıyısının da 55 km'dir. Denize doğru dik yamaçlarla inen kıyılar birbirine paralel olarak uzanır ve her iki yakaya birden Boğaziçi adı verilir. İstanbul boğazı, yeşillikler, oya gibi işlenmiş yalılar ye tarihî eserlerle (Rumeli ve Anadolu hisarları, Dolmabahçe ve Beylerbeyi sarayları, Küçüksu, Beykoz ve Göksu kasrı) süslü kıyılar arasından kıvrıla kıvrıla akan büyük bir nehir gibidir. Bundan 7 bin yıl önce oluştuğu tespit edilen Boğaz'ın derinlik ortalaması 60, en derin yeri ise yaklaşık 100 - 120 metredir.

İstanbul Boğazı, Rumeli yakasında Rumeli Feneri'nden Haliç kıyılarını dolaşarak Ahır kapı Feneri'ne kadar olan uzunluğu 55 kilometre, Anadolu yakasında Anadolu Feneri ile Kız Kulesi arasındaki uzunluğu 35 kilometre, Selimiye önündeki Kayak Burnu'na kadar olan uzunluğu 36 kilometredir. İstanbul Boğazı'nın en geniş yeri Anadolu Feneri ile Rumeli Feneri arasında 3600 metre, en dar yeri Anadolu Hisarı ile Rumeli Hisarı arasında 760 metredir. Boğazın en derin yeri Bebek ile Kandilli arasında 120 metredir.

İstanbul Boğazı'nda su yüzünde Karadeniz'den Marmara'ya, su altında Marmara'dan Karadeniz'e akıntılar vardır. Su yüzeyinde yer yer ters akıntılar da görülür.

İstanbul Boğazı üzerinde 1973 yılında hizmete açılan 1073 metre boyundaki Boğaziçi Köprüsü ve 1987 yılında hizmete giren 1090 metre boyundaki Fatih Sultan Mehmet Köprüsü iki yakayı birbirine bağlamaktadır. 2017 yılında Boğaz'ın üçüncü köprüsü Yavuz Sultan Selim Köprüsü de hizmete girmiştir.

Karadeniz'i açık denizlere bağlayan tek yol olması sebebiyle İstanbul Boğazı, tarihin tüm çağlarında büyük bir jeopolitik ve ekonomik öneme sahip olmuş, bu nedenle ülkelerin kontrol altına almak istedikleri bir su yolu olma özelliğini günümüze dek sürdürmüştür. İstanbul Boğazı, halen, Karadeniz'e kıyısı olan ülkeleri Marmara, Ege, Akdeniz ve nihayetinde okyanuslara götüren yolun alternatifsiz ve tek giriş kapısıdır. İşte bu yüzden her yıl, ham petrol ve LPG gibi tehlikeli maddeler de dahil olmak üzere çeşitli yükler taşıyan binlerce ticari gemi ve tanker İstanbul Boğazı'ndan geçer. Deniz ulaşımında İstanbul Boğazı'nın uluslararası kullanımını ise 20 Temmuz 1936'da imzalanan Montreux Boğazlar Sözleşmesi düzenler.