Les perturbations qui se propagent à la surface de l'océan, transférant de l'énergie sans déplacement net d'eau, sont des vagues. La plupart des vagues océaniques sont générées par le vent. Leur amplitude dépend de la vitesse du vent, de sa durée et de la distance sur laquelle il souffle, appelée fetch.

Une vague se caractérise par sa hauteur, sa longueur d'onde et sa période. En eau profonde, la vitesse des vagues augmente avec leur longueur d'onde ; les vagues plus longues dépassent les plus courtes et forment la houle. Lorsqu'elles atteignent les eaux peu profondes, les vagues ralentissent, raccourcissent et finissent par déferler, libérant leur énergie sur le rivage. Les vagues façonnent les plages, génèrent les courants côtiers et constituent une ressource énergétique renouvelable encore en développement.

Les tempêtes s'accompagnent de vagues extrêmes qui peuvent menacer les navires et les ouvrages côtiers. Les descriptions statistiques du champ de vagues, telles que la hauteur significative des vagues, sont utilisées pour les prévisions et la conception des ouvrages. Ces observations proviennent de bouées, de satellites et de radars côtiers. La compréhension de la dynamique des vagues est fondamentale pour le génie côtier et la sécurité maritime.

Même une légère houle par temps calme transporte une énergie qui a pris naissance dans une tempête au loin, de l'autre côté de l'océan.