El mar de Groenlandia es la parte más septentrional del océano Atlántico Norte, inmediatamente al sur del océano Ártico. Está localizado entre la costa oriental de Groenlandia, las islas Svalbard, la isla de Jan Mayen e Islandia. Comprende aproximadamente 1.205.000 km² y su profundidad media es de unos 1.450 m. El punto más profundo a 5.600 m. ha sido encontrado en la fosa Molloy («Molloy Deep»), en el estrecho de Fram, entre el noreste de Groenlandia y las Svalbard.
El mar de Groenlandia está limitado al oeste por la isla de Groenlandia, y al sur por el estrecho de Dinamarca e Islandia; al sureste, detrás de la isla Jan Mayen, se encuentra la vasta extensión del mar de Noruega, del que a veces el mar de Groenlandia se considera una extensión (con el nombre de mares nórdicos). A través del estrecho de Fram, al noreste, el mar está delimitado por el archipiélago de las islas Svalbard.
Este brazo del océano Glacial Ártico es el principal conducto de sus aguas hacia el océano Atlántico. Las progresivamente frías aguas de la Corriente del Atlántico Norte («North Atlantic Current») se hunden en el océano Ártico, retornando al sur en forma de Corriente Groenlandia Este («East Greenland Current»), una parte importante de la cinta transportadora del Atlántico. Debido a la deriva de hielo del Ártico, la parte norte del mar de Groenlandia rara vez está abierta a la navegación.
El mar de Groenlandia está densamente habitado por las especies que se encuentran en la base de la cadena alimentaria oceánica. Grandes invertebrados, peces (como el bacalao, el arenque, la gallineta nórdica, el fletán, y la solla), aves y mamíferos (incluidas focas, morsas, ballenas y delfines) se alimentan de todos los pequeños invertebrados y pequeños organismos.
La máxima autoridad internacional en materia de delimitación de mares, la Organización Hidrográfica Internacional («International Hydrographic Organization, IHO), considera el mar de Groenlandia como un mar. En su publicación de referencia mundial, «Limits of oceans and seas» (Límites de océanos y mares, 3ª edición de 1953), le asigna el número de identificación 5 y lo define de la siguiente forma:
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