Apa care umple oceanul este apa de mare - o soluție complexă de apă, săruri dizolvate, gaze, compuși organici și particule în suspensie. Ionii dominanți sunt clorura, sodiul, sulfatul, magneziul, calciul și potasiul, care împreună reprezintă cea mai mare parte a salinității.

Proprietățile fizice ale apei de mare - densitatea, punctul de îngheț, capacitatea termică și viteza sunetului - diferă de cele ale apei pure din cauza încărcăturii dizolvate. Aceste proprietăți guvernează circulația, interacțiunile climatice și propagarea semnalelor acustice. Proprietățile chimice, inclusiv pH-ul și sistemul carbonat, controlează solubilitatea mineralelor și disponibilitatea nutrienților și toxinelor.

Deși ionii majori apar în proporții aproape constante, concentrațiile de nutrienți, urme de metale și gaze variază foarte mult în funcție de adâncime, locație și activitatea biologică. Înțelegerea chimiei și fizicii apei de mare este fundamentală pentru fiecare ramură a oceanografiei. Apa de mare standard este utilizată la nivel mondial pentru calibrarea măsurătorilor de salinitate.

Un singur kilogram de apă de mare obișnuită conține aproximativ 35 de grame de săruri dizolvate.