Часть Центрального и Восточный (Левантинский) бассейны заполнены осадочными толщами, в том числе мощными продуктами речных выносов, особенно Нила. На дне этих котловин, по данным геофизических исследований, выделены Гелленский глубоководный жёлоб и Центральный Средиземноморский вал — крупный свод высотой до 500—800
Современные глубины Тирренской впадины образовались в результате опускания дна в течение плиоцена и антропогенового периода (за последние 5 млн. лет); в результате такого же относительно быстрого опускания возникли и некоторые др. котловины. Образование котловин С. м. связывают либо с растяжением (раздвиганием) материковой земной коры, либо с процессами уплотнения земной коры и её проседания. Существует также мнение о реликтовой природе котловин С. м. как остатках древнего океана —
Дно С. м. во многих частях перспективно для поисков месторождений нефти и газа, особенно в области распространения соляных куполов. В шельфовых зонах залежи нефти и газа приурочены к мезозойским и палеогеновым отложениям.
Климат С. м. определяется его положением в субтропическом поясе и отличается большой спецификой, которая выделяет его в самостоятельный средиземноморский тип климата, характеризующийся мягкой влажной зимой и жарким сухим летом. Зимой над морем устанавливается ложбина пониженного давления атмосферы, что определяет неустойчивую погоду с частыми штормами и обильными осадками; холодные северные ветры понижают температуру воздуха. Развиваются местные ветры:
Средняя температура воздуха в январе изменяется от 14—16 °С у южных берегов до 7—10 °С на С., в августе — от 22—24 °С на С. до 25—30 °С в южных районах моря. Испарение с поверхности С. м. достигает 1250
Гидрологический режим С. м. формируется под влиянием большого испарения и общих климатических условий. Преобладание расхода пресной воды над приходом ведёт к понижению уровня, что является причиной постоянного притока поверхностных менее солёных вод из Атлантического океана и Чёрного моря. В глубинных слоях проливов происходит отток высокосолёных вод, вызванный разностью плотности воды на уровне порогов проливов. Основной водообмен происходит через Гибралтарский пролив (верхнее течение приносит 42,32 тыс.