从诗的体裁看，这是一首古体诗；从表达方式看，这是一首写景抒情诗。“东临碣石，以观沧海”这两句话点明“观沧海”的位置：诗人登上碣石山顶，居高临海，视野寥廓，大海的壮阔景象尽收眼底。以下十句描写，概由此拓展而来。“观”字起到统领全篇的作用，体现了这首诗意境开阔，气势雄浑的特点。
前四行诗句描写沧海景象，有动有静，如“秋风萧瑟，洪波涌起”与“水何澹澹”写的是动景，“树木丛生，百草丰茂”与“山岛竦峙”写的是静景。观沧海选自《乐府诗集》，这是乐府诗《步出夏门行》中的第一章。
“水何澹澹，山岛竦峙”是望海初得的大致印象，有点像绘画的轮廓。在这水波“澹澹”的海上，最先映入眼帘的是那突兀耸立的山岛，它们点缀在平阔的海面上，使大海显得神奇壮观。这两句写出了大海远景的一般轮廓，下面再层层深入描写。
“树木丛生，百草丰茂。秋风萧瑟，洪波涌起。”前二句具体写竦峙的山岛：虽然已到秋风萧瑟，草木摇落的季节，但岛上树木繁茂，百草丰美，给人诗意盎然之感。后二句则是对“水何澹澹”一句的进一层描写：定神细看，在秋风萧瑟中的海面竟是洪波巨澜，汹涌起伏。这儿，虽是秋天的典型环境，却无半点萧瑟凄凉的悲秋意绪。作者面对萧瑟秋风，极写大海的辽阔壮美：在秋风萧瑟中，大海汹涌澎湃，浩淼接天；山岛高耸挺拔，草木繁茂，没有丝毫凋衰感伤的情调。这种新的境界，新的格调，正反映了他“老骥伏枥，志在千里”的“壮志”胸怀。
“日月之行，若出其中；星汉灿烂，若出其里。”写出了作者曹操的壮志情怀。前面的描写，是从海的平面去观察的，这四句则联系廓落无垠的宇宙，纵意宕开大笔，将大海的气势和威力凸显在读者面前；茫茫大海与天相接，空蒙浑融；在这雄奇壮丽的大海面前，日、月、星、汉（银河）都显得渺小了，它们的运行，似乎都由大海自由吐纳。在丰富的联想中表现出博大的胸怀、开阔的胸襟、宏大的抱负。暗含一种要像大海容纳万物一样把天下纳入自己掌中的胸襟。诗人在这里描写的大海，既是眼前实景，又融进了自己的想象和夸张，展现出一派吞吐宇宙的宏伟气象，大有“五岳起方寸”的势态。这种“笼盖吞吐气象”是诗人“眼中”景和“胸中”情交融而成的艺术境界。言为心声，如果诗人没有宏伟的政治抱负，没有建功立业的雄心壮志，没有对前途充满信心的乐观气度，那是无论如何也写不出这样壮丽的诗境来的。过去有人说曹操诗歌“时露霸气”（沈德潜语），指的就是《观沧海》这类作品。”
“幸甚至哉，歌以咏志。”这是合乐时的套语，与诗的内容无关。也指出这是乐府唱过的。
