从地图上看，地中海位于干旱地区。这里终年气温高，气候干燥，降水量少。据资料统计，地中海地区年蒸发量超过了年降水量与江河径流量之和，所以有人推断：如果没有大西洋海水流入地中海，也许不用1000年的时间，地中海就会完全干涸，重新变成干透了的特大深坑。
目前，大多数的海洋地质学家认为，在1500万～2000万年前，那时的地中海，包括黑海和里海在内，都与大西洋、太平洋和印度洋相沟通。它们之间都有进行海水交通的广阔水道。然而，到了700万～800万年前，因这一地区发生造山运动，喀尔巴阡山脉和欧洲、非洲与亚洲之间的结构发生变化，地中海发生崩裂。结果，崩裂的地壳使被割裂出去的海盆变成了沙漠。虽然法国的罗纳河、埃及的尼罗河不断有淡水注入地中海，但由于蒸发快，一滴水都难以存储。
运用现代的钻探取样技术，人们发现：地中海海底分布着许多盐丘。在未固结的现代沉积物下面，有坚硬的蒸发盐层。于是，人们可以得出这样的结论：这就是当时地中海干燥脱水的证据。由于地中海的海水不断蒸发，浓度越来越大，以致在其海底沉淀了上百米的盐床。深部盐层受到挤压，涌升到上层的沉积物成为一座座盐丘。
此外，千百万年来，一直流入地中海的罗纳河和尼罗河也提供了这方面的证据：根据钻探资料和地震剖面资料分析，覆盖在罗纳河谷上的现代沉积物，要比后来覆盖上的沉积物深915米。整个地中海由于蒸发量超过了降水量与江河径流量之和，其表层海水的盐度要比大西洋海水的盐度最脏的海地中海是世界最大的内海，也是世界最脏的海。每年倒入地中海的废水达35 亿立方米， 固体垃圾1. 3 亿吨。最为严重的是邻海18个国家58个石油港口装卸石油时给海水带来了严重石油污染。
高得多，这些高盐水比重大，它们从300多米深的直布罗陀海峡流出，进入大西洋后，就下沉到约千米深的平衡水层，而且能流入大西洋数千千米之外。
另一方面，大西洋海水又从其表层流入地中海，作为从地中海流出的表层水的补偿。这些大西洋海水流入地中海之后，经蒸发而冷却，又沉入地中海的深层，地中海的水体就这样循环不息，保持住自身的平衡。
有人测算过，整个地中海的海水更新一遍，大约需要70年的时间。
由于地中海与大西洋之间的海槛太浅，两者的水交换也仅仅表现在表层水。因此，地中海是世界上营养盐类最贫乏的大型水域。
从地质构造上讲，地中海真有一天会消失吗？地中海一旦消失，其周围的地理环境和气候又会是什么样子？
地中海海底的盐丘被视为是地中海曾经干涸的证据。然而，也有人不同意这种看法，认为它是地中海海底岩层中固有的。如果真是这样，那就会产生另一个问题：如此深厚的地中海深层盐层从何而来？
从气候的角度看，地中海与大西洋的海水交换平衡，在很大程度上决定着这一地区高温、干旱，造成了地中海地区蒸发量远远超过其降水量和江河径流量。但是，从现代研究海洋的成果看，陆地上的气候多受海洋热能量输送的制约，海洋常常因为其贮热量大而决定着一个地区的气候变化。例如，黑潮就改变了中国南部、朝鲜半岛、日本等地的气候。
不过，这里仍然存在着问题：为什么在地中海，这种影响则不是那么明显呢？在地中海，气候影响海水交换的机制、海气热交换机制、盐交换机制等是如何进行的？这些都是科学家们今后要研究的课题。