El brazo de poca profundidad situado al oeste del océano Pacífico, entre el norte de Australia y las islas orientales de Indonesia. Está bordeado por el mar de Banda al norte, y el mar de Timor al oeste; el estrecho de Torres, al este, lo conecta con el mar del Coral. El golfo de Carpentaria es un gran brazo al sureste del mar de Arafura. Durante parte del pleistoceno (en el cuaternario), el fondo marino del mar de Arafura estaba probablemente por encima del nivel del mar y formaba un puente terrestre entre Australia y el sureste de Asia. Las investigaciones realizadas en las décadas de 1960 y 1970 mostraron la existencia de grandes depósitos de materiales en el fondo del mar.
