Vùng nước phía đông vịnh Phần Lan này vốn là một phần của biển Baltic (biển rìa lục địa được bao bọc bởi bán đảo Scandinavia, khu vực Trung Âu và Đông Âu và quần đảo Đan Mạch. Biển Baltic nối với biển Trắng bởi kênh đào Biển Trắng và với Biển Bắc bởi kênh đào Kiel..)
Do nhiều dòng nước ngọt lớn đổ về, trong đó có sông Neva. Độ mặn trên vịnh Phần Lan dao động từ 0,02-0,58% ở bề mặt và 0,03-0,85% ở đáy biển.
Nhiệt độ sông cũng rất lạnh, trung bình xuống gần 0 độ C vào mùa đông. Đến mùa hè, mặt nước cũng chỉ lên đến 15-17 độ C. Xét trên vị trí địa lý, vịnh Phần Lan là một trong những vùng biển quan trọng khu vực cực Bắc. Vùng biển nằm giữa Phần Lan ở phía bắc, Estonia ở phía nam và Nga ở phía Đông.
Nằm bên vịnh là những thành phố lớn của 3 quốc gia trên, bao gồm thủ đô Helsinki của Phần Lan, thủ đô Tallinn của Estonia và thành phố St.Petersburg của Nga.
