海水密度主要取决于海水的温度和盐度分布情况。赤道区温度最高，盐度较低，因而表层海水密度最小，约为1.0230 g/cm。由赤道向两极，密度逐渐增大。在副热带海域，虽然盐度最大，但因温度下降不大，仍然很高，所以密度虽有增大，但没有相应地出现极大值。海水最大密度出现在寒冷的极地海区，如在南极海区，密度可达1.0270g/cm以上。
对于固定深度来讲，海水密度只是温度和盐度的函数。因此，随着深度的.增加，密度的水平差异与温度和盐度的水平分布相似，在不断减小，至大洋底层则已相当均匀。
海水的温度决定于辐射过程、大气与海水之间的热量交换和蒸发等因素。大洋中水温为 -2℃至30℃;深层水温低,大体为-1℃至4℃。大洋表层年平均水温:太平洋最高,为19.1℃;印度洋次之,为17.0℃;大西洋最低,为16.9℃。