מים זורמים אל ים המלח, בעיקר מנהר הירדן וממעיינות ונחלים, אבל אין להם לאן לצאת — זה אגם סגור בלי מוצא לים. בגלל החום, המים מתאדים מהר, והמלחים והמינרלים שהיו מומסים בהם נשארים. כך, במשך אלפי שנים, הצטבר בו מלח רב, והוא מלוח כמעט פי עשרה מהים התיכון. המים המלוחים צפופים וכבדים, ולכן הם דוחפים את הגוף למעלה, וצפים בקלות.
בגלל המליחות אין בו דגים וצמחים — רק יצורים זעירים שמותאמים לתנאים קיצוניים. מכאן שמו הלועזי, שפירושו ״הים המת״. בעשורים האחרונים המפלס שלו יורד, בערך במטר בכל שנה, בעיקר כי מעט מים מגיעים אליו: את מי הירדן ויובליו מנצלים בדרך לשתייה ולחקלאות. בנוסף, בחלקו הדרומי מאדים מים בבריכות כדי להפיק מינרלים.
כשהמים נסוגים נוצרים לאורך החוף בולענים — בורות שנפתחים פתאום כשמים מתוקים ממיסים שכבות מלח מתחת לקרקע. טעות נפוצה היא לחשוב שים המלח הוא ים כמו הים התיכון. למרות שמו, הוא בעצם אגם סגור. וחשוב לזכור: מים בעיניים צורבים מאוד, ואסור לבלוע אותם.