Voda, která naplňuje oceán, je mořská voda – komplexní roztok vody, rozpuštěných solí, plynů, organických sloučenin a suspendovaných částic. Dominantními ionty jsou chlorid, sodík, síran, hořčík, vápník a draslík, které dohromady tvoří většinu slanosti.

Fyzikální vlastnosti mořské vody – hustota, bod tuhnutí, tepelná kapacita a rychlost zvuku – se liší od vlastností čisté vody kvůli rozpuštěnému množství. Tyto vlastnosti řídí cirkulaci, klimatické interakce a šíření akustických signálů. Chemické vlastnosti, včetně pH a uhličitanového systému, řídí rozpustnost minerálů a dostupnost živin a toxinů.

Přestože se hlavní ionty vyskytují v téměř konstantním poměru, koncentrace živin, stopových kovů a plynů se značně liší v závislosti na hloubce, lokalitě a biologické aktivitě. Pochopení chemie a fyziky mořské vody je základem každé oblasti oceánografie. Standardní mořská voda se používá po celém světě ke kalibraci měření slanosti.

Jeden kilogram typické mořské vody obsahuje asi 35 gramů rozpuštěných solí.