Conecta por el este con el océano Atlántico a través del estrecho homónimo, y por el norte con el resto del Ártico, a través de la cuenca Foxe, que no se considera parte de la bahía.Las aguas de la bahía está localizadas entre los 78-95° O y 51-70° N. Lleva su nombre en honor al explorador inglés Henry Hudson.El contraste entre estas aguas expuestas al aire libre cuya temperatura es de aproximadamente -2 °C y el aire del ambiente mucho más frío bajo las aberturas, genera precipitaciones de nieve importantes pero muy localizadas.[5] Durante la mayor parte del Cámbrico , esta cuenca no existía.Más bien, esta parte de la zona del Escudo Canadiense seguía siendo topográficamente alta y emergente.Durante el Silúrico Medio, la subsidiencia cesó y esta cuenca se elevó.Durante el Devónico esta cuenca se llenó de lechos rojos terrestres sedimentarios que interfirieron con calizas y dolomías marinas.Los cratones Churchill Occidental y Superior colisionaron en torno a 1,9-1,8 Ga en esta orogenia Trans-Hudson.[8][9] La bahía de Hudson y su cuenca estructural asociada se encuentran en el centro de una gran anomalía gravitatoria que se encuentra dentro del Escudo Canadiense.Los datos recogidos sobre Canadá por la misión del satélite Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) permitieron a los geofísicos aislar la señal gravitatoria asociada al ajuste isostático glacial del proceso de convección del manto que se produce bajo el Escudo Canadiense.[13][14] Las especies de peces más abundantes son el salvelino (salvelinus alpinus) o trucha ártica, el capelán (mallotus villosus), el bacalao polar (boreogadus saida) y el bacalao de Groenlandia (gadus ogac).Cerca de la ciudad de Churchill, estos osos pasan la temporada estival hibernando, al contrario que otros osos, y pariendo a sus pequeños.Los indios Cree lo llaman wiinipekw, agua cenagosa, el mismo nombre que para el lago Winnipeg.Avanzando hacia el norte de la bahía se encuentra la tundra y el permafrost donde el termómetro está la mayor parte del año bastante por debajo del punto de congelación.Esta bahía lleva el nombre del explorador inglés Henry Hudson que, en 1610, a bordo de su buque Discovery, fue el primer navegante conocido en adentrarse en sus aguas.Pasó tres meses explorando y cartografiando gran parte de su costa oriental.En noviembre el Discovery quedó aprisionado en el hielo, y la tripulación sobrevivió en tierra.[15] Cuando en la primavera despejó el hielo, Hudson quería explorar el resto de la zona y navegar discretamente hacia la India.[15] Hudson, su hijo y otros siete miembros de la tripulación fueron abandonados a su suerte en un pequeño bote.Bylot logró el indulto por su hazaña y en 1612, regresó a la bahía de Hudson, esta vez con Thomas Button.James exploró la bahía, en especial la parte meridional que ahora lleva su nombre (bahía James), tras haber sido atrapado por el hielo el 1 de septiembre de 1631.
Mapa del rebote postglacial. La bahía de Hudson se encuentra en la región de más rápido levantamiento
Mapa de Henry Hudson.
Mapa mostrando las expediciones en la bahía de Hudson.