海水表层的水温,主要取决于太阳辐射和受气温的影响,因而低纬度海区水温高,高纬度海区水温低,高低之差可达30°C.水温一般随深度的增加而降低,在深1000米处的水温约为4～5°C,2000米深处为2～3°C,深于3000米处为1～2°C.
大洋表面温度的分布,冬夏明显不同,2月份在太平洋中北纬 50度和南纬20～50度的海域,等温线基本上和纬圈平行,但在黑潮区有高温水舌指向东北；南纬10度的海域,有向东伸展的高温水舌；南纬 15度的海域,有29°C的高温区.北半球海水的最低温度,可低于0°C;白令海、鄂霍茨克海和日本海北部的海水可以结冰；南部大洋海水的温度,最低可达1°C左右.夏季（8月）,太平洋北纬23.40度、南纬15～60度海域,等温线几乎与纬圈平行,而赤道海域的等温线呈舌状分布：高温舌从加罗林群岛附近向西南伸展；在北纬50～70度海域,为向东南伸展的低温水舌.北太平洋的最低温度为7°C；南大洋的最低温度为-1°C,出现在南极附近的海域.其他大洋的温度分布虽各有特点,但其分布规律仍和太平洋相近.