Woda morska to o wiele więcej niż sól i woda. Oceanografowie chemiczni badają pełen zestaw rozpuszczonych pierwiastków, gazów, związków organicznych i cząsteczek, a także procesy kontrolujące ich dystrybucję i przemiany.

Kluczowe tematy obejmują system węglanowy i zakwaszenie oceanów, cykle składników odżywczych ograniczające produkcję pierwotną, dostępność metali śladowych oraz los zanieczyszczeń. Metody analityczne obejmują miareczkowanie i spektrofotometrię okrętową, spektrometrię mas i autonomiczne platformy wyposażone w czujniki. Dane ujawniają, jak biologia, cyrkulacja i wpływ człowieka oddziałują na chemię oceanów.

Oceanografia chemiczna dostarcza istotnych ograniczeń dla modeli klimatycznych i zrozumienia historycznych warunków oceanicznych zarejestrowanych w osadach i koralowcach. Dostarcza również informacji do zarządzania jakością wód przybrzeżnych i oceny pojawiających się zanieczyszczeń, takich jak mikroplastik i farmaceutyki. Współpraca z biologami, fizykami i geologami jest rutynowa, ponieważ wzorce chemiczne zarówno wpływają, jak i odzwierciedlają procesy fizyczne i biologiczne.

Pojedyncza próbka wody może dostarczyć dziesiątek pomiarów chemicznych, które razem tworzą szczegółową historię jej istnienia.