Une grande partie du long trait de côte de l'écozone est caractérisée par des fjords, des falaises et des rochers à nu dont l'existence est due à l'avancée et au recul des glaciers au cours du dernier âge glaciaire, il y a quelque 10 000 ans. Le littoral est parsemé de plus de 440 000 îles. Plus loin en mer, la plate-forme continentale, dont la profondeur varie de 200 à 300 mètres, s'étire sur environ 150 kilomètres. Dans l'écozone, l'amplitude des marées varie de 9 à 12 mètres. Dans certaines portions du golfe du Saint-Laurent toutefois, les marées sont beaucoup moins fortes, les fluctuations moyennes étant inférieures à un mètre. Dans la baie d'Ungava, on observe des marées aussi fortes que celles qui se produisent dans la baie de Fundy.
Tout comme l'écozone marine du Pacifique, celle de l'Atlantique Nord-Ouest forme une zone de transition entre les eaux froides du nord et les eaux plus tempérées du sud. Les principaux courants océaniques la traversent : des eaux arctiques portées vers le sud par le courant du Labrador rejoignent, près des Grands Bancs de Terre-Neuve, le courant plus chaud du Gulf Stream, dont la température moyenne est supérieure de plus de 20 °C. En août, les températures à la surface de l'eau varient entre 3 et 8 °C. Sous la surface, les températures sont inférieures à 0 °C toute l'année, mais l'eau de mer empêche ces eaux de geler complètement. Dans le golfe du Saint-Laurent, l'apport d'eau douce du Saint-Laurent fait baisser la concentration en sel.
La glace de mer est fréquente dans une grande partie de l'écozone, selon la saison et la latitude. Ainsi, de la glace commence à se former au large de la côte du Labrador en novembre ou en décembre. En février ou mars, la glace atteint généralement la côte nord-est de Terre-Neuve et les Grands Bancs, et s'accompagne de milliers d'icebergs. La plupart des années, le fleuve Saint-Laurent gèle et n'est plus navigable. En mai ou juin, la glace commence à se dégager et en juillet, les côtes, même celles bien au nord de la côte du Labrador, sont libres de glace.