Fysiske egenskaber
Hudson Bay har et lavt og ret glat gulv med et gennemsnit på 100 meter i dybden med et maksimum på ca. 900 fod (270 meter). Kysten, der ligger i et område med permanent frosne jordlag eller permafrost, er et sumpfyldt lavland fodret af søvand og turbulente floder. I øst og nordøst er kysterne høje og rene, men andre steder er de lave. Barrskove grænser op til den sydlige James Bay, den laveste del, men det meste af kysten er dækket af dværgbirk, pil, asp og buske, der vokser blandt mos, lav og græs.
Den østlige kyst er grænsede op til en afstand af omkring 200 miles (300 km) med et sæt øer og har klipper dannet af geologisk gamle prækambriske (mere end 540 millioner år gamle) krystallinske og sedimentære klipper. De eneste andre øer er en lille klynge ved udgangen til bugten.
Hudson Bay har et alvorligt kontinentalt klima. Januar temperaturer gennemsnit -20 ° F (-29 ° C), mens juli temperaturer kun gennemsnit 47 ° F (8 ° C). Årlige gennemsnit er 9,3 ° F (-12,6 ° C), men ekstremer spænder fra -60 ° F (-51 ° C) om vinteren til 80 ° F (27 ° C) om sommeren. Foråret er mildt og overskyet, mens sommeren er klar, selvom selve bugten ofte er belagt med tåge. Efteråret begynder køligt med hyppige tåger, der rydder senere; den tidlige vinter er meget kold, klar og rolig, men dette mønster afbrydes efter december af stærk vind og snestorm. Forårets tø begynder i slutningen af april.
Bugten er fyldt af de mange perifere floder og også af strømme fra Foxe Basin i nord og skaber en generel bevægelse mod uret. Udstrømning sker langs den østlige Hudsonstrædekyst, afrunder Chidley Cape (den nordligste spids af Quebec-Newfoundland-grænsen) og passerer ind i Labrador-strømmen. Flowet er højest i juli. Strømme i bugten reagerer også på den voldsomme tidevandsstrøm fra Labrador-kysten.
Hudson Bay har meget is af lokal oprindelse, og der er en vis tilstrømning af packis fra Foxe Basin. Sydlige og centrale områder har kun faste, flydende isfelter i løbet af februar og marts. Saltholdighed stiger med dybde: under 80 fod er det 31 dele pr. Tusind (ppt); laget ovenfor registrerer 23 ppt; og de øverste 6 fod (2 meter) registrerer kun 2 ppt, når strømmen er stærk og isen smelter. Vandtemperaturer kan være så lave som 29 ° F (-2 ° C) i dybden i august, skønt overfladetemperaturer kan nå 49 ° F (9 ° C) i september.