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  2006年水域面積為353.92平方千米,總岸線長度為220.02千米,東西寬25千米,南北長32千米,灣口最窄處(淮子口)約3千米,平均水深7米,最大水深64米,0-5米的淺水區佔52.7%,而水深大於20米的佔總面積的5.4%。  膠州灣北部為即墨盆地,西北部為膠萊平原。山脈主要有東部的嶗山,南部和西南部的小珠山。  注入膠州灣的河流主要有大沽河、李村河、海泊河、白沙河、洋河、樓山河、墨水河、昌樂路河、杭州路河等,但曾經相當部分是作為周邊城鎮工農業生產和居民生活的排汙渠道而存在。膠州灣通過膠萊河與萊州灣相通。膠州灣通過東南部的團島頭和薛家島頭連線為界與黃海相通。

  膠州灣是中國北方難得的不凍深水良港,建有青島港。北部及東部有膠濟鐵路和膠濟客運專線鐵路,西部有其支線膠黃鐵路。橫跨膠州灣建有世界最長的跨海大橋——青島膠州灣大橋於2011年6月30日建成通車,環灣建有高速公路,灣口建有青島膠州灣隧道。東北部有青島流亭國際機場。

  膠州灣古時屬膠州所轄,1898年清朝政府將膠州灣東南岸面積552平方千米的土地(今青島市主城區)劃給德意志帝國作為租借地,1914年被日軍強佔,在1922年中日簽署《解決山東懸案條約》,交回予中國。目前膠州灣全境由青島市管轄,沿岸政區按逆時針方向依次為市南區、市北區、李滄區、城陽區、膠州市、黃島區。

  膠州灣是山東半島面積最大的河口海灣型溼地,溼地總面積約37平方千米,是亞太地區水鳥遷徙的重要停歇地和越冬地。目前有鳥類12目26科156種,其中包括許多全球瀕危和國家級重點保護種類。  由於多年沿岸填海造地,膠州灣水域面積逐漸減小,1928年為560平方千米,1958年為535平方千米,1971年為452平方千米,1977年為423平方千米,1986年為403平方千米,1988年為390平方千米,2001年367平方千米,2003年362平方千米,2006年為353.92平方千米。  隨著膠州灣沿岸工業化程度的加速,排汙量大增,膠州灣的汙染也日趨加劇,2000年7月底曾爆發面積約10平方千米的赤潮。2002年檢查發現,除大沽河入海口很小面積範圍內優於二類海水水質標準,鄰近其他海域皆不超二類海水水質標準。  填海造地使膠州灣面積縮小,造成的直接結果是納潮量減小,這大大降低了海灣的調節功能,加重了汙染。溼地減少與汙染使生態環境遭受嚴重破壞,20世紀60年代膠州灣河口附近潮間帶生物種類多達54種,70年代減到33種,80年代只剩下17種。  2000年代,中共青島市委、青島市人民政府提出了“環灣保護、擁灣發展”的口號,正將環灣區域的工業企業逐步遷離膠州灣。並立法嚴格限制填海、防止膠州灣面積急劇縮小。
膠州灣古稱膠澳,是位於中國黃海中部、膠東半島南岸、山東省青島市境內的半封閉海灣,近似喇叭形。因古時屬膠州所轄,故而得名。