Segara Halmahera iku segara regional kang dumunung ing sisih kidul-tengah Segara Australasian Mediterranean. Punjeré segara iki ana ing koordinat 1 S lan 129 E lan wewatesan karo Samudra Pasifik ing sisih lor, Halmahera ing sisih kulon, Waigeo lan Papua ing sisih wétan, lan Segara Seram Sea ing sisih kidul. Segara iki nyakup tlatah watara 95,000 km lan topografi-né dumadi saka sawatara "basin" (palung) lan "ridge", palung kang paling jero ya iku "Halmahera Basin" kang jeroné nganti 2039 m.