Il mare della Serenità si trova all'interno del bacino Serenitatis, la cui formazione risale al periodo Nettariano, il materiale che lo circonda risale all'Imbriano inferiore mentre il materiale all'interno risale all'Imbriano superiore. Il mare di basalto ricopre la maggior parte del bacino e straripa a nord-est nel Lacus Somniorum.
La caratteristica maggiormente degna di nota è il cratere Posidonius che si trova al bordo nord-est del mare, a sud del Lacus Somniorum. L'anello montuoso orientale è piuttosto indefinito, ad eccezione del Montes Haemus.