A água que enche o oceano é a água do mar — uma solução complexa de água, sais dissolvidos, gases, compostos orgânicos e partículas em suspensão. Os iões predominantes são o cloreto, o sódio, o sulfato, o magnésio, o cálcio e o potássio, que em conjunto são responsáveis ​​pela maior parte da salinidade.

As propriedades físicas da água do mar — densidade, ponto de congelação, capacidade térmica e velocidade do som — diferem das da água pura devido à carga dissolvida. Estas propriedades regem a circulação, as interações climáticas e a propagação de sinais acústicos. As propriedades químicas, incluindo o pH e o sistema de carbonatos, controlam a solubilidade dos minerais e a disponibilidade de nutrientes e toxinas.

Embora os principais iões ocorram em proporções quase constantes, as concentrações de nutrientes, metais traço e gases variam amplamente com a profundidade, a localização e a atividade biológica. A compreensão da química e da física da água do mar é fundamental para todos os ramos da oceanografia. A água do mar padrão é utilizada mundialmente para calibrar as medições de salinidade.

Um único quilograma de água do mar típica contém cerca de 35 gramas de sais dissolvidos.