Το νερό που γεμίζει τον ωκεανό είναι το θαλασσινό νερό—ένα σύνθετο διάλυμα νερού, διαλυμένων αλάτων, αερίων, οργανικών ενώσεων και αιωρούμενων σωματιδίων. Τα κυρίαρχα ιόντα είναι το χλωρίδιο, το νάτριο, το θειικό άλας, το μαγνήσιο, το ασβέστιο και το κάλιο, τα οποία μαζί ευθύνονται για το μεγαλύτερο μέρος της αλατότητας.

Οι φυσικές ιδιότητες του θαλασσινού νερού —πυκνότητα, σημείο πήξης, θερμοχωρητικότητα και ταχύτητα ήχου— διαφέρουν από εκείνες του καθαρού νερού λόγω του διαλυμένου φορτίου. Αυτές οι ιδιότητες διέπουν την κυκλοφορία, τις κλιματικές αλληλεπιδράσεις και τη διάδοση των ακουστικών σημάτων. Οι χημικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένου του pH και του ανθρακικού συστήματος, ελέγχουν τη διαλυτότητα των ορυκτών και τη διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών και τοξινών.

Αν και τα κύρια ιόντα εμφανίζονται σε σχεδόν σταθερές αναλογίες, οι συγκεντρώσεις θρεπτικών συστατικών, ιχνοστοιχείων και αερίων ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με το βάθος, την τοποθεσία και τη βιολογική δραστηριότητα. Η κατανόηση της χημείας και της φυσικής του θαλασσινού νερού είναι θεμελιώδης για κάθε κλάδο της ωκεανογραφίας. Το τυπικό θαλασσινό νερό χρησιμοποιείται παγκοσμίως για τη βαθμονόμηση των μετρήσεων αλατότητας.

Ένα κιλό τυπικού θαλασσινού νερού περιέχει περίπου 35 γραμμάρια διαλυμένων αλάτων.