莫桑比克海峡内的水深大多在2000米以上，最大深度超过3500米，莫桑比克海峡的深度在所有的海峡中排名第三。
据地质学家研究，约在1亿多年以前，马达加斯加岛是和非洲大陆连在一起的。
后来在东非地壳运动时发生断裂并与非洲大陆分离，岛的西部下沉，形成的巨大地堑海峡，才形成了这条又长又宽的海峡。
独特的海峡地理结构与当地的气候环境，使得海峡地区盛产硅藻类生物。
海峡两侧陆架狭窄，陆坡陡峭。
海底由戴维海岭、莫桑比克海盆、马达加斯加边缘台地和科摩罗海盆组成。
戴维海岭纵贯海峡中部。
海岭的西南面为莫桑比克海盆，因有戴维海岭的屏障，海盆北部沉积物较厚，南部则较浅。
海峡底部的沉积物随地形而不同。
东西两侧陆架以沙为主，从陆架往外到2000米等深线处,以粉沙为主，中部2000米以上的深海主要为粉沙质粘土。
海峡地区冬季盛行东北风，夏季时盛行东南风。
在偏东风作用下，印度洋的南赤道暖流西流遇非洲大陆后自北而南沿东非海岸浩浩荡荡流进莫桑比克海峡，称莫桑比克暖流，海流主要受莫桑比克海流控制，流到非洲大陆东岸后转向南，并沿莫桑比克海岸南下，流速为51-67厘米/秒。
南赤道流的另一分支,从马达加斯加东岸南下，过了圣马里角后转向西，又分为两支:主流与莫桑比克海流相汇合,成为厄古勒斯海流；另一支流沿海峡中轴北上,流速为36-57厘米/秒，到海峡北口，又与南赤道流-莫桑比克海流汇合，形成逆时针方向环流。
12至翌年6月，这支北上海流在马达加斯加西岸形成一系列逆流，成为季节性的马达加斯加西沿岸流。
由于莫桑比克海流的存在，海峡表层，终年有一高温水舌沿大陆海岸由东北伸向西南。
浮游植物的主要种类是硅藻，以努贝西岛附近为最多。
其次是甲藻和颗石藻，后者多分布于海峡的南北两端。
浮游动物的生物量，7-9月一般不超过10毫升/米（以0-200米垂直网每平方米计算），10-11月海峡中部和西北部为10-20毫升/米。
主要种类有挠足类和端足类甲壳动物、磷虾、有壳翼足类和腹足类软体动物。
底栖生物的生物量，北部多于南部，各为15-20和3-5克/米。
莫桑比克海峡全为远洋性鱼类渔场，东北部为近岸鱼类渔场。
金枪鱼产量为印度洋最高产区之一。
在赞比西河口附近陆架上,表层沉积物含3%的重矿物,砂矿中含1.4%的低质钛。
马达加斯加的西岸中部和西南近海还有磷盐岩和石油。
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