Tyrhénské moře je část Středozemního moře ležící západně od italské pevniny mezi ostrovy Sardinie, Korsika a Sicílie. Severně od něho se nachází Ligurské moře, na jihu otevřené Středozemní moře a na východě spojuje Tyrhénské moře Messinská úžina s Jónským mořem. Název moře vznikl z řeckého pojmenování etruských námořníků: Tyrrhenoi.
Moře se nachází na složitém systému zemských tektonických desek a je geologicky mladé. Současnou podobu ostrovů a pobřeží ovlivnil vulkanismus. Části příkopů a podmořských hor jsou tvořené oceánskou kůrou. Některé zdroje uvádí maximální hloubku až 3 840 metrů. Pobřeží Tyrhénského moře je od dob starověku osídleno vyspělými civilizacemi, vedly přes něj obchodní cesty a bylo dějištěm mnohých námořních bitev. Námořníky plavícími se dříve přes oblast moře byli Etruskové, Řekové, Římané, Vandalové, Normané, Janované, Španělé a Francouzi. Řím má díky Tyrhénskému moři spojení se zbytkem Středozemního moře, také námořní cesty z Marseille a z Janova na východ a k Suezskému průplavu vedou přes Tyrhénské moře. Nejdůležitějším přístavem v oblasti je Gioia Tauro v Kalábrii.
V porovnáním se zbytkem Středozemního moře má Tyrhénské moře nízkou bioproduktivitu. Biologicky významné jsou skalnaté úseky pobřeží, kde se vyskytují červení koráli a langusty. Pobřeží Neapolského zálivu, Amalfinské pobřeží, pobřeží Sicílie a menší ostrovy Capri nebo Ischia patří od počátků moderní turistiky k nejoblíbenějším turistickým oblastem světa.
Moře má přibližně trojúhelníkový tvar. Maximální hloubka není přesně známa, většina pramenů udává hloubku kolem 3 600 metrů, ale je možné se setkat i s hloubkami od 3 400 až 3 840 metrů.
Dno moře se dá rozdělit na části, které odděluje 41. rovnoběžka. Jižně od této linie je zemská kůra zřetelně slabší a silně ovlivněná vulkanickou činností. Kontinentální šelf je úzký, dosahuje šířky od 10 do 40 kilometrů. Z celkové rozlohy moře 231 000 km2 připadá na kontinentální šelf 14 800 km2, na kontinentální svah dalších 48 600 km2. Zbytek rozlohy zaujímají hlubokomořské pánve.
Hlavní spojení mezi hlubokomořskými pánvemi Tyrhénského moře s hlubinou Ligurského moře tvoří Canale di Corsica. Hlubokomořský kanál je zhruba 100 km dlouhý a na nejužším místě mezi toskánským šelfem a ostrovem Capraia a Korsika jen 30 kilometrů široký. Kanál má hloubku 460 metrů. Sever Tyrhénského moře nedosahuje větších hloubek než 2 000 metrů. Západní část, tzn. Korsická hlubina, má rovinný povrch.
Na centrálním hřebeni leží ostrovy Elba, Montecristo, Capraia a Pianosa. Při pobřeží se nachází rovinný toskánský šelf. Podmořské hory Etruschi a Cialdi leží na přechodu k hlubšímu jižnímu Tyrhénskému moři.
Jižní část Tyrhénského moře se skládá pravděpodobně z čedičové oceánské kůry. Zemská kůra má na západě u Sardinie tloušťku 30 km a směrem na východ se zeslabuje na tloušťku pět až deset kilometrů. Velmi slabá je zemská kůra v centrální části moře, u podmořských hor Vavilov a Marsili, která se nachází na měkkém zemském plášti. Podobnou charakteristiku má zemská kůra u ostrova Ischia.
Tyrhénské moře má nejslabší zemskou kůru z celého Středozemního moře a největší tepelný tok z zemských hlubin. Přenos tepla z nitra Země, stejně jako magnetické anomálie, je velice nepravidelný a variabilní. Mořské dno je zde velice členité, s četnými svahy a častými malými hlubinami. Hlubiny jsou obklopené podmořskými horami, které se také nachází uprostřed hlubin. K tomuto je nutno započítat členité pobřeží. Ze severního sicilského pobřeží padá mořské dno strmě v hlubinu, které patří k nejhlubším částem moře.
V jižní části Tyrhénského moře se nachází četné magmatické útvary, z nichž některé dosahují výšky několika tisíc metrů. Patří k nim podmořské hory vulkanického původu, Vavilov a Marsili. Marsili dosahuje výšky 2 600 metrů od mořského dna a skládá se z nejstarších hornin v oblasti Tyrhénského moře. Liparské ostrovy na jihu Tyrhénského moře jsou mladší než samotné moře a jsou staré pouze milion let. Vznikly pohybem magmatu, který byl výsledkem sunutí jónské desky pod Tyrhénské moře. Ostrov Ustica leží na kontinentální kůře v přechodné oblasti mezi tyrhénskou oceánskou kůrou a okolními deskami a je vulkanického původu.
