Der Nord-Ostsee-Kanal (NOK; internationale Bezeichnung Kiel Canal, in Deutschland bis 1948 Kaiser-Wilhelm-Kanal) verbindet die Nordsee (Elbmündung) mit der Ostsee (Kieler Förde). 1887 erfolgte die Grundsteinlegung und bereits 1895 die Eröffnung der kleinen Doppelschleuse Brunsbüttel und Holtenau. 1914 wurden die großen Doppelschleusen in Brunsbüttel und Holtenau eröffnet. Diese Bundeswasserstraße[3] gehört weltweit zu den meistbefahrenen künstlichen Wasserstraßen für Seeschiffe.

Im Jahr 2019 passierten ihn 28.797 Schiffe, im Jahr 2018 waren es 30.009 Schiffe.[4]

Der Kanal durchquert auf seiner Länge von knapp 100 Kilometern das Land Schleswig-Holstein zwischen Brunsbüttel und Kiel-Holtenau. Damit erspart er die Fahrt um die Kimbrische Halbinsel (Jütland) durch Nordsee, Skagerrak und Kattegat. Mit dem Kanal ist die Wegstrecke je nach Abfahrts- und Zielhafen im Schnitt 250 Seemeilen (rund 460 km) kürzer.

Die erste Verbindung zwischen Nord- und Ostsee für seegängige Schiffe war der 1784 in Betrieb genommene und 1853 in Eiderkanal umbenannte Schleswig-Holsteinische Canal.

Der Kanal hat auf seiner kompletten Länge denselben Wasserstand und gehört damit zu den spiegelgleichen Seekanälen. Er wird an beiden Enden durch Schleusen gegen die wechselnden Wasserstände, verursacht durch den Gezeitengang der Nordsee bzw. einen Windstau im Bereich der Ostsee, abgeschlossen. Die Endpunkte befinden sich in Brunsbüttel an der Unterelbe (Km 0,38)[1] und in Kiel-Holtenau an der Kieler Förde (Km 98,64).[1] Sie liegen 98,26 km auseinander (Luftlinie 85½ km). Die Gewässerkennzahl 5978 ordnet den Kanal offiziell dem Flusssystem der Elbe zu.

Der Kanal passiert verschiedene Landschaftszonen Schleswig-Holsteins.[5] Zunächst durchquert er die Marsch und durchschneidet dann einen Geestrücken. Auf dieser Strecke orientiert sich der Verlauf des Kanals zwischen Burg (Dithmarschen) und Schafstedt am Verlauf der Holstenau und von Kilometer 41 bis über Rendsburg hinaus dann an der Eiderniederung, in deren Flussbett er nordöstlich von Rendsburg verläuft. Dann erreicht der Kanal das östliche Hügelland. Zwischen Rendsburg, der wichtigsten Hafenstadt im Verlauf des Kanals, und Kiel bildet der Kanal die Grenze zwischen den Landesteilen Schleswig und Holstein.

Bei Kilometer 40,66 zweigt seit 1937 nach Norden der Gieselaukanal als Verbindung zur Untereider ab. Zum Nord-Ostsee-Kanal gehören als Bundeswasserstraßen[3] noch auf seiner Nordwestseite der Borgstedter See mit Enge nordöstlich von Rendsburg sowie auf seiner Südseite der Flemhuder See bei Kilometer 85,32 und der Achterwehrer Schifffahrtskanal bei Kilometer 85,63. Bis 1913 mündete die Obereider durch den Flemhuder See, seitdem fließt das Wasser durch den Achterwehrer Schifffahrtskanal in den Nord-Ostsee-Kanal ein. Etwa 1200 Quadratkilometer des ursprünglichen Einzugsgebiets der Eider entwässern in den Nord-Ostsee-Kanal. Bis 2008 gehörte die seeartig erweiterte Obereider zwischen Nord-Ostsee-Kanal und Rendsburg zum Kanal.[6]

Der Kanal entwässert insgesamt ein Gebiet von 1580 Quadratkilometer, wovon 250 Quadratkilometer durch Schöpfwerke künstlich entwässert werden. Dabei fließen zwischen 4 m³/s und 190 m³/s in den Kanal, im Schnitt sind es 20 m³/s. Das Wasser fließt vor allem bei Brunsbüttel in die Elbe, die hier dem Tideeinfluss der Nordsee unterliegt.

Im Unterschied zu flacheren Binnenkanälen sind im Nord-Ostsee-Kanal nur die Uferbereiche zwischen einem Meter über und bis zu zwei Metern unter dem Wasserspiegel zum Schutz befestigt. Hier liegen 15 bis 50 Kilogramm schwere Steine auf einer 30 bis 50 Zentimeter dicken Kiesschicht. Bei weichen Untergründen wie Torf oder Klei liegen diese auf einer Buschmatte, um das Gewicht optimal zu verteilen. Um den Kanal schiffbar zu halten, werden jährlich 6½ Millionen m³ Nassschlick in Brunsbüttel ausgebaggert, im restlichen Kanal noch einmal 100.000 m³ Erosionsmaterial. Der Einsatz der Baggerschiffe birgt dabei zum einen ein Kollisionsrisiko für den Schiffsverkehr, zum anderen scheint insbesondere der Einsatz von Saugbaggern die Ökologie des Kanals zu stören.

Acht Straßen und vier Eisenbahnstrecken überqueren den Nord-Ostsee-Kanal auf insgesamt zehn Brücken, dreizehn Fahrzeug- und eine Personenfähre ermöglichen den Transport auf die andere Seite, und bei Rendsburg existieren seit 1961 ein Straßen- und ein Fußgängertunnel. Bekannt ist die in Rendsburg befindliche Eisenbahnhochbrücke mit der darunter hängenden Schwebefähre. Alle Brücken haben die gleiche Durchfahrtshöhe von 42 Metern für die Schifffahrt, weil der Kanal beim Bau für die Linienschiffe der Deutschlandklasse der kaiserlichen Marine ausgelegt wurde.