Залив вдаётся в сушу с юго-востока на северо-запад на 41 км, ширина 4—12 км, средняя глубина 2,6 м. Днестровский лиман отделён от моря узкой песчаной косой Бугаз, в южной части которой имеется проход в море. На косе расположен курорт Каролино-Бугаз и Затока. Течение в лимане зависит от ветров и паводков на Днестре. Зимой Днестровский лиман часто замерзает. На лимане расположены порты Белгород-Днестровский и Овидиополь. В самом Днестровском лимане также выделяют Карагольский залив.
В годы Второй мировой войны Днестровский лиман играл большую роль в военных операциях. В июне 1940 года части РККА, переправившись через лиман, вступили на территорию оккупированной с 1918 года Бессарабии.
В период обороны Одессы в 1941 году по восточному побережью лимана оборонялись советские войска Отдельной Приморской армии. В 1944 году после Одесской операции по западному берегу лимана и по Днестру оборонялись немецко-румынские войска. В начале Ясско-Кишиневской операции лиман был успешно форсирован советскими войсками и кораблями Дунайской военной флотилии.
Секерская Е. П. Археозоологічні матеріали із розкопок пам’яток Тилігуло-Дністровського межиріччя // Дзиговський О. М., Самолова Т. Л., Смольянінова С. П., Ванчугов В. П. Археологічні пам’ятки Тилігуло-Дністровського межиріччя. — Одеса: Астропринт, 2003. — С. 213—217.
Аргатюк С. С., Сапожников І. В. Минувшина багряних степів: нариси з історії Овідіопольського району. — Одеса, 2007. (Монографія)
