La mer de Kara mesure approximativement 1 450 kilomètres de long sur 970 kilomètres de large, avec une surface d'environ 880 000 km2 ; sa profondeur moyenne est de 110 m.
La mer de Kara reçoit une grande quantité d'eau douce de l'Ob, du Ienisseï, de la Piassina, et du Taïmyr, ce qui rend sa salinité très variable.
Ses ports principaux sont Novy Port et Dikson. Il existe une importante activité de pêche, bien que la mer soit recouverte de glace dix mois sur douze. La présence d'importantes réserves de pétrole ou de gaz naturel sous la mer est présumée, mais cela reste à vérifier. En 2012, ExxonMobil et Rosneft ont signé un accord de coopération pour l'exploration et l'exploitation pétrolière, une première découverte importante, nommée Pobeda a été réalisée en 2014.
Il existe de nombreuses îles et archipels de la mer de Kara. Contrairement aux autres mers bordières de l'Arctique, où la plupart des îles se trouvent le long des côtes, dans la mer de Kara de nombreuses îles, comme les îles de l'Institut Arctique, les îles Izvestia TsIK, les îles Kirov, l'île de la Solitude, et l'île Voronine sont situées en mer ouverte dans sa région centrale. Au sud-ouest se trouvent les îles Severny et Ioujny, terres majeures de la Nouvelle-Zemble et plus importantes îles de la mer de Kara, ainsi que l'île Vaïgatch. Au nord-est se trouvent les îles Schmidt, Komsomolets, Pionnier, de la Révolution-d'Octobre et Bolchevique, qui sont intégrées dans l'archipel connu sous le nom de terre du Nord, dont la majeure partie (ainsi que tous les détroits attenants) figure en mer de Kara. Au nord se situent les îles Wiese et Ouchakov.
En dehors des îles précédemment citées, on peut indiquer l'archipel Nordenskiöld, un important ensemble d'îles comportant cinq grands sous-groupes et plus de quatre-vingt dix îles. Parmi les autres îles remarquables dans la mer de Kara figurent l'île Bely, l'île Dickson, l'île Taïmyr, les îles Kamennye et l'île Oleni.