O golfo de Carpentaria, xeralmente, ten como límite norte unha liña definida desde punta Slade (a esquina noroeste dapenínsula de Cabo York), no nordés, ata ocabo Arnhem (o punto máis oriental daTerra de Arnhem), no oeste. Na súa boca, o golfo ten 590 km de ancho, e máis ao sur, 675 km. A lonxitude de norte a sur é de máis de 700 km. Comprende unha superficie de auga de ao redor de 300.000 km². A profundidade en xeral é de entre 55 e 66 m e non excede de 82 m.[1] Aamplitude das mareas no golfo de Carpentaria esta entre os dous e tres metros.[2]
A terra que rodea o golfo é polo xeral plana e baixa. Cara ao oeste atópase a terra de Arnhem e a parte norte doTerritorio do Norte. Polo leste esténdese apenínsula de Cabo York. A área cara ao sur (que do mesmo xeito que a península de cabo York, forma parte doestado deQueensland) é chamada «territorio do golfo» ou «o golfo» a secas.
En termosxeolóxicos, o golfo é xove, xa que durante a últimaera glacial estivo seco (gran parte da plataforma continentalSahul, que subxace baixo o golfo, era terra firme).
Algunhas veces o golfo de Carpentaria adoita considerarse como un mar independente do mar de Arafura, pero a máxima autoridade internacional en materia de delimitación de mares, aOrganización Hidrográfica Internacional («International Hydrographic Organization, IHO), non o considera como un mar senón parte do mar de Arafura. Na súa publicación de referencia mundial, «Limits of oceans and seas» (Límites de océanos e mares, 3ª edición de 1953) o mar de Arafura ten asignado o número de identificación 48h.
O clima é cálido e húmido, con dúas estacións ao ano. A estación seca comeza en abril e chega ata novembro e caracterízase por ventos do sueste e son sumamente secos, xerados polo desprazamento invernal dos sistemas de alta presión cara ao sur. A estación húmida esténdese desde decembro ata marzo. A maioría da precipitación pluvial prodúcese nestes meses, e moitas áreas baixas aláganse durante este período.
En moitas outras partes de Australia prodúcense transicións climáticas bruscas en distancias relativamente curtas. Acordilleira australiana, que corre paralela á costa leste e sueste do continente, é responsable do patrón de clima consistente nunha franxa costeira cun réxime de choivas razoable, unha zona relativamente angosta de montañas, e logo unha ampla conca plana interior que recibe choivas moi escasas. No golfo, con todo, non existen montañas que limiten a precipitación pluvial á franxa costeira e por iso a transición desde a profusa vexetación tropical das áreas próximas ao mar ata as zonas desérticas do centro de Australia é gradual.
No golfo, de setembro a outubro, obsérvase un fenómeno meteorolóxico pouco frecuente, que é a formación das nubes tipoMorning Glory (en inglés,Morning Glory Cloud, que en galego significa, «nube gloria da mañá»). Son nubes en forma de rolo que poden alcanzar os 1 000 km de longo, de 1 a 2 km de altura e que chegan a desprazarse a velocidades de ata 60 km/h.
↑David Hopley; Scott Smithers (2010). "Queensland". En Eric C.F. Bird.Encyclopedia of World's Coastal Landforms. Springer. p. 1255.ISBN978-1-4020-8638-0.