Залив вдаётся в сушу с юго-востока на северо-запад на 41 км, ширина 4—12 км, глубина 2,6 м. Днестровский лиман отделён от моря узкой песчаной косой
Бугаз, в южной части которой имеется проход в море. На косе расположен курорт Каролино-Бугаз. Течение в лимане зависит от ветров и паводков на Днестре. Зимой Днестровский лиман замерзает. На лимане расположены порты
Белгород-Днестровский и
Овидиополь. В самом Днестровском лимане также выделяют
Карагольский залив.