全诗共十二句，分三个部分。
前六句为第一部分，交代了观海的地点和时间，描绘了大海的壮阔景象。“东临碣石，以观沧海”两句，点明观海地点，起得突兀，给读者以雄伟峻拔、气势磅礴之感。诗人站在碣石山上，向东远望，视野开阔，大海的壮阔景象尽收眼底。
“水何澹澹，山岛竦峙”两句，是望海初得的大致印象，有点像绘画的轮廓。渹澹，是形容海水的样子。“何澹澹”写出了大海给人留下的整体印象。“竦峙”是形容山岛高高耸立的样子，这两句写出了山岛屹立，山岛耸立水中，高出水面很多，所以能用“竦峙”来形容。这两句写出了大海和山岛相依相绕，山水相依的壮丽景象。
“树木丛生，百草丰茂。秋风萧瑟，洪波涌起。”这四句继续描绘了大海的壮丽景象。前两句是近景描写，描写了山岛上的树木和百草，展现出了山岛的生机和活力。后两句是远景描写，描写了海上的秋风和洪波，展现出了大海的壮阔和力量。这四句通过对山岛和大海的描绘，展现了大海的壮丽和气势。
“日月之行，若出其中；星汉灿烂，若出其里。”这两句运用了互文见义的手法，运用对偶的修辞手法，“互文”即上下两句意思互相补充说明，是古汉语中一种常见的修辞手法。这两句的意思是：太阳和月亮的运行，好像是从这浩瀚的海洋发的；银河灿烂的星光，好像是从这浩瀚的海洋里升腾起来的。这两句将大海与日月星辰相联系，进一步表现了大海的广阔和深邃。
最后两句“幸甚至哉，歌以咏志。”是合乐时的套语，与诗的内容无关，也指出这是乐府唱过的。
这首诗全篇写景，其中并无直抒胸臆的感慨之词，但是诵读全诗，仍能令人感到它所深深寄托的诗人的情怀。诗人通过对波涛汹涌、吞吐日月的大海的生动描绘，使读者仿佛看到了曹操奋发进取，立志统一的伟大抱负和壮阔胸襟，触了作为一个诗人、家、军事家的曹操，在一种典型环境中思想感情的流动。写景部分准确生动地描绘出海洋的形象，单纯而又饱满，丰富而不琐细，好像一幅粗线条的炭笔画一样。尤其可贵的是，这首诗不仅仅反映了海洋的形象，同时也赋予它以性格。句句写景，又是句句抒情。既表现了大海，也表现了诗人自己。诗人面对萧瑟秋风，仍然“成竹在胸”，难怪他敢于出海北伐，一统天下。这种“纳百川于己怀”的气概和“山不让尘，川不辞盈”的胸襟，正是诗人高尚人格的写照。
这首诗全篇写景，却句句有意，寄寓深远，把我们带进了一个壮志凌云的壮阔境界。前途是曲折的，但诗人的情怀是激昂的。诗人将自己昂扬奋发的心志融入对大海的描写之中，以乐观自信的态度，描绘了大海吞吐日月、包容万物的景象，表现了自己博大的胸怀和欲建不平凡之功业的伟大抱负。
《观沧海》是一首情感丰富、意境深远的四言诗。它通过对大海的描绘，展现了大海的壮阔和气势，同时也寄托了诗人的情感和抱负。这首诗不仅描绘了大海的壮丽景象，更表现了诗人的胸怀和抱负，是一首充满力量的诗歌。