อ่าวโตเกียวล้อมรอบด้วยคาบสมุทรโบโซ (จังหวัดชิบะ) ทางทิศตะวันออก และคาบสมุทรมิอูระ (จังหวัดคานางาวะ) ทางทิศตะวันตก อ่าวโตเกียวแบ่งออกเป็นสองส่วนคือ ด้านเหนือและด้านใต้ ซึ่งแบ่งโดยการลากเส้นจากปลายแหลมคันนง (ญี่ปุ่น: 観音崎 โรมาจิ: Kannon-zaki) ในคาบสมุทรมิอูระไปอีกฝั่งถึงปลายแหลมฟุตสึ (ญี่ปุ่น: 富津岬 โรมาจิ: Futtsu-misaki) ในคาบสมุทรโบโซ บริเวณนี้มีพื้นที่ประมาณ 992 ตารางกิโลเมตร แต่หากรวมพื้นที่อ่าวด้านใต้ตั้งแต่เส้นแบ่งลงมาถึงช่องแคบอูรางะ อ่าวโตเกียวจะมีพื้นที่ทั้งสิ้น 1320 ตารางกิโลเมตร

เกาะในอ่าวโตเกียว

• เกาะความฝัน (ยูเมโนชิมะ)
• เกาะโอไดบะ
• เกาะซารูชิมะ (เป็นเกาะธรรมชาติเพียงเกาะเดียวในอ่าวโตเกียว)
• เกาะเฮวะ
• เกาะคัตสึชิมะ
• เกาะโชวะ
• เกาะเคฮิง
• เกาะฮักเกจิมะ
• เกาะฮิงาชิโองิ
• ท่าอากาศยานนานาชาติโตเกียว