Феодосийский залив обладает ровным пологим дном. В западной части залива находится Феодосийская бухта, в которой расположен Феодосийский морской торговый порт. Береговая линия в античности была значительно дальше, чем сейчас; в 1894 году на дне бухты были обнаружены остатки древних портовых сооружений. В 700 метрах от берега в море установлен памятный знак участникам Керченско-Феодосийского десанта 1941 года. 16 января 1942 года в 800 метрах от мыса Ильи и 700 метрах от берега залива на магнитной мине подорвался теплоход «Жан Жорес», обеспечивавший десантную операцию. Теплоход потерял ход и был затоплен командой на глубине 15 метров. Трубы теплохода «Жан Жорес» долгое время выступали из воды, обозначая место затопления судна. В дальнейшем они были срезаны, а место затопления обозначено буем.