A água do mar é muito mais do que sal e água. Os oceanógrafos químicos estudam todo o conjunto de elementos dissolvidos, gases, compostos orgânicos e partículas, bem como os processos que controlam as suas distribuições e transformações.

Os principais temas incluem o sistema de carbonatos e a acidificação dos oceanos, os ciclos de nutrientes que limitam a produção primária, a disponibilidade de metais-traço e o destino dos poluentes. Os métodos analíticos variam desde a titulação e espectrofotometria a bordo de navios até à espectrometria de massa e plataformas autónomas equipadas com sensores. Os dados revelam como a biologia, a circulação e as ações humanas interagem para moldar a química dos oceanos.

A oceanografia química fornece restrições essenciais para os modelos climáticos e para a compreensão das condições oceânicas passadas registadas nos sedimentos e nos corais. Suporta também a gestão da qualidade da água costeira e a avaliação de contaminantes emergentes, como os microplásticos e os produtos farmacêuticos. A colaboração com biólogos, físicos e geólogos é rotineira, uma vez que os padrões químicos influenciam e refletem os processos físicos e biológicos.

Uma única amostra de água pode fornecer dezenas de medições químicas que, em conjunto, contam uma história detalhada da sua história.