Північне море відносно мілководне — його середня глибина становить 96 м. У південній частині моря трапляються мілини, шар води над якими не перевищує 40 м; під впливом вітрів і сильних морських течій вони постійно переміщаються, що дуже ускладнює навігацію. Найбільші глибини (в тому числі і максимальна — 809 м) розташовані в глибоководному Норвезькому жолобі, який простягається вздовж південного узбережжя Норвегії від протоки Скагеррак до Норвезького моря; глибоководні (понад 450 м) розломи виявлені і в західній частині моря, наприклад, на схід від Единбурга.