समुद्री जल का घनत्व इकाई आयतन में निहित द्रव्यमान होता है और यह मुख्य रूप से तापमान और लवणता द्वारा नियंत्रित होता है, जबकि दाब का प्रभाव नगण्य होता है। ठंडा, खारा पानी गर्म, मीठे पानी की तुलना में अधिक घना होता है। घनत्व में मामूली अंतर, जैसे कि प्रति घन मीटर किलोग्राम के दसवें हिस्से के बराबर, भी महासागर के व्यापक परिसंचरण को संचालित करने के लिए पर्याप्त होता है।

समुद्र विज्ञानी अंतरराष्ट्रीय स्तर पर स्वीकृत अवस्था समीकरणों का उपयोग करके तापमान, लवणता और दबाव के सटीक मापों से घनत्व की गणना करते हैं। जल राशियों की गति और मिश्रण को समझने के लिए गहराई सतहों के बजाय घनत्व सतहें ही प्राकृतिक ढांचा हैं। ऊर्ध्वाधर घनत्व स्तरीकरण यह निर्धारित करता है कि हवाओं या आंतरिक तरंगों द्वारा जल स्तंभ को कितनी आसानी से मिलाया जा सकता है।

ध्रुवीय क्षेत्रों में, शीतलन और बर्फ़ निर्माण से घनत्व तब तक बढ़ता है जब तक कि पानी नीचे नहीं डूब जाता। उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में, वाष्पीकरण से सतह पर लवणता और घनत्व बढ़ जाता है। घनत्व में ये क्षेत्रीय परिवर्तन अंततः वैश्विक ऊष्मा-भूजल परिसंचरण को शक्ति प्रदान करते हैं। इसलिए, महासागर के अवलोकन और मॉडलिंग अध्ययनों के लिए घनत्व का सटीक निर्धारण अत्यंत महत्वपूर्ण है।

घनत्व में केवल एक हजार में एक भाग का अंतर भी अलग-अलग जलराशि को अलग कर सकता है जो दशकों तक अलग बनी रहती हैं।