朝鲜西南海区的自然地理有两大特点：一是地形复杂，岛屿星罗棋布，水道纵横交错，便于水军依托岛岸，隐蔽机动地打击敌人;二是潮差大，平均可达10米，为远东地区所罕见。涨潮时，水势汹涌。退潮时，水位猛降，大片浅滩迅速露出水面。舰船如不迅速驶离，便有搁浅的危险。
日本水军在开战时，拥有约300余艘舰船，到战争末期已发展到约500艘左右，其中体型较小的关船居多，另有一部分体型较大的安宅船。数量虽然可观，但构造简单，性能较差。装备的武器为铳(即原始的滑膛枪炮)、枪、弓矢、倭刀等。
而明朝在朝鲜战场投入的兵力约4.5万人。其中水师1.3万人，战船500余艘。战船的种类繁多，有福船、楼船、栢槽、沙船、苍船、铜绞艄、海舫、八喇虎等。战船的武器精良，除弓、弩、刀枪、矛等冷兵器外，还有大量火器，如佛郎机、虎蹲炮等。据史料记载，明军火炮的射程最远可达300米，而日军的只有100—200米。
朝鲜水军兵力约3000多人(占朝鲜总兵力的1/4)，拥有船舶488艘，包括战船80艘(每船80人)，辅助战船192艘(每船30—60人)，勤务船26艘，其中最具特色的当属李舜臣创造的“龟船”——这是一种大型战船，上复盖板，板上有十字小槽，不是小槽的地方，遍插利刃及锥尖。前为龙头，龙口是铳穴;后为龟尾，尾下亦有铳穴。两舷各有6个铳穴，铳穴下有橹8—10支。龟船甲板坚固，机动灵活，攻击和防护能力均较好。日水军呈秀吉之曾说：“朝鲜人水战大异陆战，且战船大而行速，楼牌坚厚，铳丸俱不能入。我船遇之，尽被撞破。”可见朝鲜水师在李舜臣领导下，不仅武备精良，而且训练有素，是一支曾经败过日军的海上劲旅。
明朝水师提督陈璘最先获悉日军撤退的情报，决定在海上阻击日军，并作出了相应的部署：
一、联军水师主力由古今岛向前推进，前出到左水营、猡老岛以东海面;
二、在左水营建立基地和联合作战指挥所;
三、以一部兵力占领猫岛(今韩国全罗南道顺天东南)，封锁光阳湾(顺天东南)，控制露梁津海峡(今韩国庆尚南道西南)，截断小西行长所率第三军之退路;
四、以一部兵力在露梁海峡及其以东海域巡逻，监视泗川、南海、固城各地日军之动向。
