Itämeri on nuorin planeettamme meristä. Se muotoutui noin 10 000 – 15 000 vuotta sitten, viimeisimmän jääkauden jälkeen. Itämeren valuma-alue on laaja, suuruudeltaan neljä kertaa meren pinta-alan kokoinen. Siihen kuuluu 14 valtiota ja elää yli 85 miljoonaa ihmistä. Valuma-alueella tarkoitetaan aluetta, jolta virtaava vesi päätyy lopulta mereen. Tämän vuoksi valuma-alueella tehtävät toimenpiteet, kuten maanviljely ja asutus, vaikuttavat Itämeren tilaan. Itämeren rantavaltioita on yhdeksän: Suomi, Ruotsi, Tanska, Saksa, Puola, Latvia, Liettua, Viro ja Venäjä.

Itämeri on valtameriin verrattuna matala ja lähes kokonaan suljettu. Tanskan salmien kautta tulevat suolapulssit tuovat toisinaan valtameren suolaista vettä Itämereen. Pulssien satunnaisuuden, sekä valuma-alueelta ja sadannan kautta tulevan makean veden vuoksi Itämeren vesi ei ole yhtä suolaista kuin valtamerten vesi, ja Itämeri luokitellaankin murtovesialueeksi. Tästä syystä Itämeri on vaikea elinympäristö monille eliölajeille; valtamerten eliöille vesi on liian makeaa, mutta makean veden eliöille se on liian suolaista. Monet Itämeren lajit elävätkin siellä mukavuusalueensa rajamailla, ja jotkin Itämeressä elävät lajit ovat tämän vuoksi myös pienikokoisempia kuin valtamerissä elävät toverinsa. Pienetkin muutokset Itämeren tilassa voivat aiheuttaa dramaattisia seurauksia meren asukkaille.

Itämeren vesi on kerrostunutta. Lämmin vesi on pinnalla, kylmempi vajoaa pohjaan. Lämpötilakerrokset kuitenkin sekoittuvat toisiinsa keväisin ja syksyisin. Myös suolapitoisuuden vaihtelu aiheuttaa kerrostumista, sillä suolainen vesi on makeaa vettä painavampaa. Itämeren syvemmillä alueilla suolakerrostuneisuus on sangen pysyvää; painava ja suolainen syvävesi ei sekoitu pinnalla olevaan makeampaan veteen. Tarpeeksi voimakkaat suolapulssit voivat kuitenkin toisinaan työntää vanhan pohjanläheisen veden kohti pintaa.

Valuma-alueen laajuuden ja asukastiheyden, meren mataluuden, sekä veden hitaan vaihtuvuuden ja kerrostuneisuuden vuoksi Itämeri on altis monenlaisille ongelmille. Mantereelta vuosisatojen aikana Itämereen päätyneet ravinteet ja myrkylliset aineet vaikuttavat meren tilaan esimerkiksi rehevöittämällä sitä. Itämeren pohjassa on laajoja hapettomia ja kuolleita alueita, joilla eliöt eivät pysty elämään, ja joissa pohjasedimenttiin aikojen saatossa sitoutunut fosfori vapautuu veteen, kiihdyttäen rehevöitymistä. Omat riskinsä on myös vilkkaalla meriliikenteellä, kuten öljykuljetuksilla.