Οι παλιρροιακές διακυμάνσεις είναι εξαιρετικά μικρές και οφείλονται στη στενή σύνδεση με τον ωκεανό. Η λεκάνη του κόλπου έχει επιφάνεια περίπου 1.600.000 χλμ². Σχεδόν η μισή από τη λεκάνη είναι ρηχά [[διπαλιρροιακά ύδατα]]. Στο βαθύτερό του σημείο είναι 4.384 μ στο [[Sigsbee Deep]], μια ανώμαλη γούρνα με μήκος μεγαλύτερο από 550 χλμ. Ο κόλπος του Μεξικού διαμορφώθηκε πριν από περίπου 300 εκατομμύρια έτη ως συνέπεια της βύθισης του θαλάσσιου πυθμένα. Υπάρχουν στοιχεία ότι ο [[κρατήρας Chicxulub]] διαμορφώθηκε όταν χτύπησε ένας μεγάλος μετεωρίτης τη γη 65 εκατομμύρια έτη πριν, κάτι που μπορεί να οδήγησε στο γεγονός της κρητιδικής-τριτογενούς εξόντωσης.
