В физико-географическом отношении и по характеру подводного рельефа море делится на три части: северную, среднюю и южную. Условная граница между северной и средней частями проходит по линии остров Чечень–мыс Тюб-Караган, между средней и южной — по линии остров Жилой–мыс Куули.
Шельф Каспийского моря в среднем ограничен глубинами около 100 м. Материковый склон, который начинается ниже бровки шельфа, заканчивается в средней части примерно на глубинах 500–600 м, в южной части, где он очень крутой, на 700–750 м.
Северная часть моря мелководная, средняя ее глубина 5–6 м, максимальные глубины 15–20 м расположены на границе со средней частью моря. Рельеф дна осложнен наличием банок, островов, бороздин.
Средняя часть моря представляет собой обособленную котловину, область максимальных глубин которой — Дербентская впадина — смещена к западному берегу. Средняя глубина этой части моря — 190 м, наибольшая — 788 м.
Южная часть моря отделена от средней Апшеронским порогом, являющимся продолжением Большого Кавказа. Глубины над этим подводным гребнем не превышают 180 м. Наиболее глубоководная часть Южно-Каспийской впадина с максимальной для моря глубиной 1025 м расположена восточнее дельты Куры. Над дном котловины поднимаются несколько подводных хребтов высотой до 500 м.