海水远不止是盐和水。化学海洋学家研究的是所有溶解元素、气体、有机化合物和颗粒物，以及控制它们分布和转化的过程。

关键议题包括碳酸盐系统和海洋酸化、限制初级生产的营养循环、微量金属的有效性以及污染物的归宿。分析方法涵盖船载滴定和分光光度法、质谱法以及配备传感器的自主平台。数据揭示了生物、环流和人类活动如何相互作用，共同塑造海洋化学。

化学海洋学为气候模型提供了重要的约束条件，并有助于理解沉积物和珊瑚中记录的过去海洋状况。它还为沿海水质管理和新兴污染物（例如微塑料和药物）的评估提供信息。由于化学模式既影响又反映物理和生物过程，因此与生物学家、物理学家和地质学家的合作是常规的。

一个水样可以得出数十种化学测量结果，这些结果共同讲述了水体历史的详细故事。