Les seves aigües ocupen una part de la depressió tectònica d’Al-Gūr, prolongació extrema en territori asiàtic de la gran línia de fractura de l’E africà. A mitjan anys seixanta del segle XX la superfície total del llac era de 1.020 km2, amb una llargada d’uns 80 km i una amplària màxima d'uns 16 km. Aquesta cubeta lacustre constitueix una de les zones més deprimides de la terra. Les aigües del llac, en efecte, són a 396 m sota el nivell del mar. La part nord és la més profunda, amb 398 m. El riu Jordà, que n'és el tributari més important —els altres són torrents amb cabals mínims—, desemboca a la riba més septentrional del llac. La depressió d’Al-Gūr és una regió calorosa i seca, amb una temperatura mitjana anual superior als 25 °C. A causa de la forta evaporació, les aigües del llac són molt salades (salinitat entre 288‰ en la superfície i 325‰ en profunditat); la vida hi és del tot impossible. El cos humà hi flota sense inconvenie nt, gràcies a la gran densitat de les aigües, molt superior a la de la mitjana de les altres mars. La riquesa en sals de la mar Morta ha permès de crear una important indústria química (producció de clorurs, bromurs, etc.), localitzada particularment a la costa SW, en territori d’Israel.
Estudis geològics duts a terme al final de la dècada del 2000 mostren que les dimensions de la mar Morta augmentaven durant els períodes glacials i disminuïen durant els interglacials. El nivell màxim registrat de les aigües fou de 260 m per damunt de l’actual fa 25.000 anys, i arribava a incloure l’actual llac de Galilea, al N, en l’anomenat llac Lisan. El mínim conegut tingué lloc 120.000 anys abans de l’era actual, en què gairebé desaparegué. Ja en temps històrics, i molt especialment des de les darreres dècades del segle XX, l’aprofitament dels seus tributaris (especialment el Jordà) ha fet minvar considerablement les dimensions del llac: a la primera dècada del segle XX la superfície era d’uns 605 km2, la llargada màxima de 55 km i l’amplada màxima d’uns 18 km. El nivell de l’aigua minvava a raó de prop d’un metre l’any. Al desembre del 2013 els governs d’Israel, Jordània i l’Autoritat Nacional Palestina (territoris amb fronteres a la mar Morta) acordaren la construcció d’una gran canonada per a transvasar aigua des de la mar Roja a la mar Morta (180 km de longitud).
A la vora de la mar Morta hi ha les cèlebres coves i ruïnes de Qumrān, on han estat trobats molts manuscrits, coneguts sovint amb el nom de manuscrits de la mar Morta.