L'eau de mer est bien plus que de l'eau salée. Les océanographes chimistes étudient l'ensemble des éléments dissous, des gaz, des composés organiques et des particules, ainsi que les processus qui régissent leur distribution et leurs transformations.

Les principaux thèmes abordés incluent le système des carbonates et l'acidification des océans, les cycles des nutriments qui limitent la production primaire, la disponibilité des métaux traces et le devenir des polluants. Les méthodes analytiques vont du titrage et de la spectrophotométrie embarqués à la spectrométrie de masse et aux plateformes autonomes équipées de capteurs. Les données révèlent comment la biologie, la circulation et les activités humaines interagissent pour façonner la chimie des océans.

L'océanographie chimique fournit des données essentielles pour l'élaboration de modèles climatiques et la compréhension des conditions océaniques passées, telles qu'elles sont enregistrées dans les sédiments et les coraux. Elle contribue également à la gestion de la qualité des eaux côtières et à l'évaluation des contaminants émergents comme les microplastiques et les produits pharmaceutiques. La collaboration avec les biologistes, les physiciens et les géologues est courante, car les profils chimiques influencent et reflètent les processus physiques et biologiques.

Un seul échantillon d'eau peut donner des dizaines de mesures chimiques qui, ensemble, racontent en détail son histoire.