El agua que llena los océanos es agua de mar: una solución compleja de agua, sales disueltas, gases, compuestos orgánicos y partículas en suspensión. Los iones predominantes son cloruro, sodio, sulfato, magnesio, calcio y potasio, que en conjunto son responsables de la mayor parte de la salinidad.

Las propiedades físicas del agua de mar —densidad, punto de congelación, capacidad calorífica y velocidad del sonido— difieren de las del agua pura debido a la carga disuelta. Estas propiedades rigen la circulación, las interacciones climáticas y la propagación de señales acústicas. Las propiedades químicas, como el pH y el sistema de carbonatos, controlan la solubilidad de los minerales y la disponibilidad de nutrientes y toxinas.

Aunque los iones principales se presentan en proporciones casi constantes, las concentraciones de nutrientes, oligoelementos y gases varían considerablemente según la profundidad, la ubicación y la actividad biológica. Comprender la química y la física del agua de mar es fundamental para todas las ramas de la oceanografía. El agua de mar estándar se utiliza en todo el mundo para calibrar las mediciones de salinidad.

Un solo kilogramo de agua de mar típica contiene aproximadamente 35 gramos de sales disueltas.