อุณหภูมิของมหาสมุทรขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงพื้นผิวมหาสมุทร ในเขตร้อนอุณหภูมิพื้นผิวอาจสูงเกิน 30 °C (86 °F) ใกล้กับขั้วโลกที่ เกิด น้ำแข็งในทะเลอุณหภูมิในสภาวะสมดุลจะอยู่ที่ประมาณ −2 °C (28 °F) ในทุกส่วนของมหาสมุทร อุณหภูมิของมหาสมุทรลึกจะอยู่ระหว่าง −2 °C (28 °F) ถึง 5 °C (41 °F) การไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทรอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดกระแสน้ำใน มหาสมุทร การเคลื่อนที่โดยตรงของน้ำทะเลเกิดจากแรงที่กระทำต่อน้ำ เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิการไหลเวียนของบรรยากาศ (ลม) ผลกระทบของโคริโอลิสและความเค็มที่เปลี่ยนแปลง กระแสน้ำสร้างกระแสน้ำในขณะที่ลมและคลื่นทำให้เกิดกระแสน้ำ กระแสน้ำกัลฟ์สตรีม กระแสน้ำคุโรชิโอะกระแสน้ำอะกุลฮาสและกระแสน้ำวนแอนตาร์กติกล้วนเป็นกระแสน้ำหลักในมหาสมุทร กระแสน้ำพัดพาน้ำและความร้อนจำนวนมหาศาลไปทั่วโลก โดยการขนส่งสารมลพิษเหล่านี้ จาก พื้นผิวลงสู่มหาสมุทรลึก การไหลเวียนนี้ส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศโลก และการดูดซับและการกระจายสารมลพิษ เช่นคาร์บอนไดออกไซด์