Fysieke kenmerken
Hudson Bay heeft een ondiepe en vrij gladde vloer van gemiddeld 100 meter diep, met een maximum van ongeveer 900 voet (270 meter). De kust, gelegen in een gebied van permanent bevroren aardlagen, of permafrost, is een door moerassen geteisterd laagland dat wordt gevoed door meerwater en turbulente rivieren. In het oosten en noordoosten zijn de oevers hoog en zeeg, maar elders zijn ze laag. Naaldbossen grenzen aan de zuidelijke James Bay, het ondiepste deel, maar het grootste deel van de kust is bedekt met dwergberken, wilgen, esp en struiken, die groeien tussen mos, korstmos en gras.
De oostkust is grenst op een afstand van zo’n 300 km aan een reeks eilanden en heeft kliffen die zijn gevormd uit geologisch oud Precambrium (meer dan 540 miljoen jaar oud) kristallijn en sedimentair gesteente. De enige andere eilanden zijn een klein cluster bij de uitgang van de baai.
Hudson Bay heeft een streng continentaal klimaat. Januari temperaturen gemiddeld -20 ° F (-29 ° C), terwijl juli temperaturen gemiddeld slechts 47 ° F (8 ° C). Jaarlijkse gemiddelden zijn 9,3 ° F (-12,6 ° C), maar extremen variëren van -60 ° F (-51 ° C) in de winter tot 80 ° F (27 ° C) in de zomer. De lente is mild en bewolkt, terwijl de zomer helder is, hoewel de baai zelf vaak bedekt is met mist. De herfst begint koel, met veel mist, en klaart later op; De vroege winter is erg koud, helder en kalm, maar dit patroon wordt na december onderbroken door harde wind en sneeuwstormen. De lente dooi begint eind april.
De baai wordt gevuld door de talrijke perifere rivieren en ook door stromingen vanuit Foxe Basin in het noorden, waardoor een algemene beweging tegen de klok in ontstaat. De uitstroom vindt plaats langs de oostkust van de Hudson Strait, rond Chidley Cape (het noordelijkste puntje van de grens tussen Quebec en Newfoundland) en gaat over in de Labrador-stroom. Flow is het hoogst in juli. Stromingen in de baai reageren ook op de woeste getijdenstroom voor de kust van Labrador.
Hudson Bay heeft veel ijs van lokale oorsprong, en er is enige instroom van pakijs uit Foxe Basin. Zuidelijke en centrale gebieden hebben alleen in februari en maart stevige, drijvende ijsvelden. Het zoutgehalte neemt toe met de diepte: onder de 25 meter is het 31 delen per duizend (ppt); de laag boven registreert 23 ppt; en de bovenste 2 meter registreert slechts 2 ppt als de stroming sterk is en het ijs smelt. Watertemperaturen kunnen op diepte in augustus zo laag zijn als 29 ° F (-2 ° C), hoewel de oppervlaktetemperaturen in september 49 ° F (9 ° C) kunnen bereiken.