Sinus Aestuum (Latin sinus aestuum "Seething Bay") forms a northeastern extension to Mare Insularum. It lies within a diameter of about 320 km.

The Sinus Aestuum is a level, nearly featureless surface of low albedo basaltic lava that is marked by a few small impacts and some wrinkle ridges. The eastern border is formed by an area of irregular terrain that divides the bay from the Mare Vaporum to the east. To the north is the Montes Apenninus range and the prominent crater Eratosthenes. Along the western side is the flooded crater Stadius and the Mare Insularum to the southwest.

Sinus Aestuum es una bahía lunar, una formación basáltica de estructura similar a un mare que se encuentra en el área central de la cara visible de la luna. Su nombre significa en latín «bahía ardiente». Fue llamada así por el astrónomo Giovanni Riccioli (1598-1671), denominación que fue aceptada oficialmente por la Unión Astronómica Internacional en 1935.

La superficie basáltica tiene una forma que se aproxima a un círculo de 316.5 kilómetros de diámetro. Hacia el suroeste continúa en una depresión del terreno de forma redondeada hasta el ecuador lunar. Esta extensión basáltica, de aspecto similar pero algo más grande, se considera también parte integrante de esta misma formación en algunas cartas lunares. El enorme cráter Eratosthenes conforma el límite noroeste del Sinus Aestuum, mientras que los Montes Apenninus marcan su límite por el norte. Hacia el este se encuentran el Mare Vaporum y el Sinus Medii, y en el sur se eleva la montaña que rodea el Fra Mauro. En el este hay un relieve ondulado que marca la transición hacia el Mare Insularum. En el borde occidental (al lado de Eratosthenes) la lava inundó la antigua muralla del cráter Stadius transformándolo en un palimpsesto. Un poco más al sur, el suelo muestra una coloración notoriamente más oscura. En las inmediaciones del cráter Gambart hay un domo de lava. Muy cerca de allí se produjo el impacto de la sonda lunar Surveyor 2 que en 1966 no logró alunizar correctamente y resultó completamente destruida.