Det var den före detta USA-kolonin Filippinerna som hade anmält Kina för landets agerande i området, i synnerhet vid de omtvistade Spratlyöarna där Kina har byggt artificiella öar.
Enligt domstolen, som saknar möjligheter att tillämpa sina beslut, är de kinesiska anspråken oförenliga med FN:s havsrättskonvention, rapporterar BBC News.
Den kinesiska regeringen, som anser sig äga den större delen av havet, verkar dock ta beslutet med ro.
– Kinas territoriella suveränitet och marina rättigheter i Sydkinesiska havet kommer inte på något sätt att påverkas av den så domen, säger Kinas president Xi Jinping.