海を満たす水は海水であり、水、溶解塩、ガス、有機化合物、懸濁粒子が複雑に混ざり合った溶液である。主要なイオンは塩化物、ナトリウム、硫酸塩、マグネシウム、カルシウム、カリウムであり、これらが塩分の大部分を占めている。

海水の物理的性質（密度、凝固点、比熱容量、音速）は、溶存物質の存在により純水とは異なります。これらの性質は、海水の循環、気候との相互作用、音響信号の伝播に影響を与えます。pHや炭酸塩系などの化学的性質は、ミネラルの溶解度、栄養素や毒素の利用可能性を制御します。

主要イオンの濃度はほぼ一定であるものの、栄養塩、微量金属、ガスの濃度は水深、場所、生物活動によって大きく変動する。海水の化学と物理を理解することは、海洋学のあらゆる分野の基礎となる。標準海水は、塩分濃度の測定を校正するために世界中で使用されている。

一般的な海水1キログラムには、約35グラムの溶解塩が含まれている。