胶州湾位于中国山东省南部，又称胶澳，有南胶河注入。胶州湾口窄内宽，东西宽15海里，南北长18海里（低潮位时)，面积446平方千米，为伸入内陆的半封闭性海湾，天然深水航道水深10～15米左右，无泥沙淤积，冬季一般不结冰。位于湾口北部，是黄海沿岸水运枢纽，山东省及中原部分地区重要的海上通道之一。湾口西南方为黄岛油码头，是中国三大专用原油输出码头之一。
2006年水域面积为353.92平方千米，总岸线长度为220.02千米，东西宽25千米，南北长32千米，湾口最窄处（淮子口）约3千米 ，平均水深7米，最大水深64米 ，0-5米的浅水区占52.7%，而水深大于20米的占总面积的5.4% 。
胶州湾北部为即墨盆地，西北部为胶莱平原。山脉主要有东部的，南部和西南部的小珠山。 注入胶州湾的河流主要有大沽河、李村河、海泊河、白沙河、洋河、楼山河、墨水河、昌乐路河、杭州路河等，但曾经相当部分是作为周边城镇工农业生产和居民生活的排污渠道而存在。 胶州湾通过胶莱河与莱州湾相通。胶州湾通过东南部的团岛头和薛家岛头连线为界与黄海相通。
河流流入胶州湾的河流以大沽河为最大，其流量约占大沽河，墨水河，白沙河及洋河4条河总流量的85.6%，大量的泥沙输入，在河口区造成较宽阔的河口三角洲，潮坪等地貌单元，上述诸河皆为季节性河流，汛期集中在7，8，9三个月。
胶州湾及其附近属暖温带季风气候区，多年平均气温为12.2摄氏度，8月平均25.5摄氏度，1月平均-1.2摄氏度。夏无酷暑，冬无严寒，平均降雨量775.6毫米，湾东部多雾，年平均雾日为50天，主要出现在秋末和冬季。
胶州湾的为典型的半日潮，平均潮差2.71米，最大潮差6.87米，涨潮历时小于落潮历时，潮流为往复半日潮流，涨潮流速大于涨潮流速。湾口流速大，团岛附近可达150厘米/秒，潮余流流速可大30厘米/秒。
湾内海浪以风浪为主，冬季寒潮大风时，波高可达1.9米，平时海浪尺度较小，波高小于，等于0.5的年出现频率为80%以上。胶州湾与外海交换情况良好，半交换周期为5天。基本上为湍急交换，海湾东北部水域8流势强，西部较弱，后者不利于物质拆散。
胶州湾为一浅水海湾，总体上呈形直倾斜在湾口区又转而东倾斜，湾内平均水深7.0米，最大水深在湾口附近局部可达64米，湾内为51米，(在黄岛东南部的洼地)，海滩约占部面积的29.5%，0～5米浅水区占52.7%，上述两口面积占海湾总面积的82.2%，水深大于20米的深长区占总面积的5.4%，低潮线以下海底，除少数水道，沙脊外，一般为平缓地向湾中部倾斜，从大沽河河口和红岛南岸低潮线至海湾中部20米等深线之间，海湾平均坡度分别为2.0‰和2.１‰，湾口附近最大可达2.3‰。东侧为“沧口水道”，10米和15米等深线成开阔的沟谷形，沿北偏西方向向湾顶延伸，西侧为“前礁水道”，10米等深线沿北西方向向大沽河河口方向延伸。
“中央水道”和“沧口水道”之间是一突出的高地，为“中央沙脊”，其上水深仅有四米，在三条水道的交汇处有一个“中砂”暗礁，黄岛东南部有一南北方延伸的洼地，长约12公里，宽约1公里，最大水深51米，海底坡度较陡，其东北部则毗邻浅滩，浅滩顶部水深仅6米，两者之间形成局部对照性很强的海底，团岛两侧也有一呈北北东-南南西方向深槽，南端最大深达29米，(北面可联接沧口水道)，深槽东侧有马蹄礁，白鸽石等大小礁石，马蹄礁出露面积较大。
胶州湾的水域面积1958年为535平方公里；1977年为423平方公里；1985年为374.4平方公里。
胶州湾是中国北方难得的不冻深水良港，建有青岛港。北部及东部有和胶济客运专线铁路，西部有其支线胶黄铁路。横跨胶州湾建有世界最长的跨海大桥——青岛胶州湾大桥于2011年6月30日建成通车，环湾建有高速公路，湾口建有青岛胶州湾隧道 。东北部有青岛流亭国际机场。
胶州湾古时属胶州所辖，1898年清朝政府将胶州湾东南岸面积552平方千米的土地（今青岛市主城区）划给德意志帝国作为。目前胶州湾全境由青岛市管辖，沿岸政区按逆时针方向依次为市南区、市北区、四方区、李沧区、城阳区、胶州市、黄岛区。
1897年11月14日，依照旧历是光绪二十三年十月廿日。黎明时分，“鸬鹚”号放下几艘小船，船上所载的100余名德国士兵，趁着未散的晨雾，一举占领了清军后海营房和不远处火药库。在得到“鸬鹚”号得手的消息后，迪特里希命令舰队实施登陆。
德军登陆后，立即按照预先部署的计划，分兵抢占制高点和沿海炮台，并包围总兵衙门和各处营房，并切断各营之间的联系。迪特里希在衙门大堂内宣布占领胶州湾及附近一切海岛与陆地，并称倘有中国人敢滋事端，定加严惩。新的临时政府也同时成立。随后，德军还派遣了一支分遣队，前往最近的即墨县城，但在德国人达到之前，驻守的清军就望风而逃了。随后，这支部队继续向胶州前进，追击溃退的清军。
胶州湾是山东半岛面积最大的河口海湾型，湿地总面积约37平方千米，是亚太地区水鸟迁徙的重要停歇地和越冬地。有鸟类12目26科156种，其中包括许多全球濒危和国家级重点保护种类。
由于多年沿岸填海造地，胶州湾水域面积逐渐减小，1928年为560平方千米，1958年为535平方千米，1971年为452平方千米，1977年为423平方千米，1986年为403平方千米，1988年为390平方千米，2001年367平方千米，2003年362平方千米，2006年为353.92平方千米。
随着胶州湾沿岸工业化程度的加速，排污量大增，胶州湾的污染也日趋加剧，2000年7月底曾爆发面积约10平方千米的赤潮。2002年检查发现，除大沽河入海口很小面积范围内优于二类海水水质标准，邻近其他海域皆不超二类海水水质标准。
填海造地使胶州湾面积缩小，造成的直接结果是纳潮量减小，这大大降低了海湾的调节功能，加重了污染。湿地减少与污染使生态环境遭受严重破坏，20世纪60年代胶州湾河口附近潮间带生物种类多达54种，70年代减到33种，80年代只剩下17种。青岛市委市政府提出了“环湾保护、拥湾发展”的口号，正将环湾区域的工业企业逐步迁离胶州湾。并立法严格限制填海、防止胶州湾面积急剧缩小。
胶州湾租借地，在中国清朝时期德国的租借地，包含山东半岛胶州湾周边地区，总面积552平方公里，时间为1898年至1914年。行政中心位于青岛。
1897年，两名德国在山东省曹州府巨野县被杀，这就是巨野教案。以此为由，1897年11月14日，德国出兵占据胶州湾地区。1898年3月6日，与清政府签订《胶澳租界条约》，租期99年。1914年8月，中国政府废除了该条约。之后胶州湾被日本占领。
胶州湾杂色蛤，学名叫菲律宾蛤仔(马尼拉蛤仔)，属，双壳纲，帘蛤目。胶州湾杂色蛤并不是真正的杂色蛤，真正的杂色蛤虽与胶州湾杂色蛤形态上相似，但是口味较差。《黄渤海的软体动物》一书中介绍了菲律宾杂色蛤的习性及分布情况：“喜栖于淡水流入的波浪平静的内湾中沙和泥沙质的海底。垂直分布，从潮间带至10米深的海底都有栖息。在黄渤海沿海分布较广，向南可至广东雷州半岛……”尽管分布广泛，但以胶州湾产的这种蛤蜊质量为最好。由于大沽河、洋河分别从胶州市的左右两侧汇入胶州湾，因而处于两河入海口之间的胶州海域水质最适合蛤蜊的生长，饵料又丰富，所产的蛤蜊质量绝对算得是上佳。它皮薄肉肥，肉质细腻柔嫩，味道是那种略带甜味的鲜美，既不像鱼，也不像虾。
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