物理海洋學是對海洋物理特性及其運動過程的研究。它涵蓋了洋流、波浪、潮汐、湍流、溫度和鹽度的分佈，以及與大氣的熱量和動量交換。

物理海洋學家綜合運用理論、觀測與數值模式。觀測資料來自衛星、Argo浮標、繫泊浮標、科考船和近岸雷達。他們的研究目標包括：了解海洋環流的成因、熱量如何向極地輸送、密度界面上的混合過程，以及海洋將如何應對氣候變遷。

物理海洋學的研究成果為天氣和氣候預測、搜救行動以及海上結構物設計奠定了基礎。該學科與大氣科學密切相關，因為海洋和大氣構成了一個耦合系統。計算技術和自主觀測技術的進步加速了該領域的發展，但關於混合、小尺度過程和長期可預測性等基本問題仍然是活躍的研究主題。

對海洋物理結構的清晰了解是建立化學和生物學認知的基礎。