En un día soleado, la tierra se calienta más rápido que el océano adyacente. El aire más cálido sobre la tierra asciende, y el aire más frío del mar fluye hacia el interior para reemplazarlo. Ese flujo de aire hacia la costa es la brisa marina.

La brisa suele comenzar a media mañana, se intensifica por la tarde y amaina tras la puesta del sol. Puede penetrar decenas de kilómetros tierra adentro y a menudo provoca un descenso notable de la temperatura y un aumento de la humedad. Un frente, denominado frente de brisa marina, puede generar nubes o chubascos al llegar a la costa.

Las comunidades costeras dependen del efecto refrescante de la brisa marina durante el calor. Por la noche, la circulación se invierte cuando la tierra se enfría más rápido, generando una brisa terrestre. La topografía local y los vientos a gran escala modifican la intensidad y el momento de aparición de la brisa marina.

Las imágenes satelitales a veces revelan la zona despejada en alta mar y la línea de nubes tierra adentro asociada con la circulación atmosférica.