Tο θαλασσινό νερό είναι ένα δυναμικό στοιχείο που οι διάφορες ιδιότητές του μεταβάλλονται στο χώρο και στο χρόνο. Oι κινήσεις του, οι φυσικές του ιδιότητες (θερμοκρασία, πυκνότητα, πίεση), τα διαλελυμένα αέρια και στερεά δημιουργούν μιά ποικιλία περιβαλλοντικών συνθηκών που επηρεάζει σημαντικά την σύνθεση των βιολογικών κοινοτήτων που ζούν μέσα του.

Θερμοκρασία

H ηλιακή ενέργεια είναι ο βασική πηγή θέρμανσης του θαλασσινού νερού ενώ σε μικρότερο βαθμό συνεισφέρουν η γήινη θερμότητα, η ηφαιστειακή δραστηριότητα κλπ. H θερμοκρασία του θαλασσινού νερού ρυθμίζεται από μια σειρά από παράγοντες όπως είναι:

• το γεωγραφικό πλάτος: στις τροπικές περιοχές παρατηρείται υψηλή επιφανειακή θερμοκρασία ενώ στους πόλους υπάρχουν περιοχές που καλύπτονται από πάγους όλο τον χρόνο, Aυτό αυξάνει την αντανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας (επίδραση).
• το βάθος: το ψυχρό νερό έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το θερμό, επομένως στα βαθύτερα στρώματα της θάλασσας συναντώνται χαμυλότερες θερμοκρασίες, το κρύο νερό έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το ζεστό νερό και βυθίζεται προς το πρώτο στρώμα αντίστοιχης πυκνότητας όπου και απομονώνεται αποτρέποντας παραπέρα θέρμανσή του.
• η εποχή: στις εύκρατες κυρίως περιοχές όπου οι διαφορές θερμοκρασίας και χρονικής διάρκειας της ηλιοφάνειας είναι σημαντικές ανάμεσα στις εποχές του χρόνου υπάρχουν σημαντικές διαφορές θερμοκρασίας και στο θαλασσινό νερό, Αυτές οι διαφορές ρυθμίζονται και στο θαλασσινό νερό.
• τοπικοί παράγοντες όπως όπως η ρηχότητα των νερών, θερμές πηγές (ή ακόμα και θερμική ρύπανση)

Eνα σημαντικό φαινόμενο που πρέπει να αναφερθεί εδώ είναι το φαινόμενο της στρωμάτωσης: τα θερμά επιφανειακά στρώματα δίνουν την θέση τους σε υδάτινες μάζες με όλο και μικρότερη θερμοκρασία όσο αυξάνει το βάθος ενώ στα πολύ μεγάλα βάθη η θερμοκρασία σταθεροποιείται. H στρωμάτωση αυτή παρατηρείται σε όλη την διάρκεια του έτους στις τροπικές περιοχές και κατά τους θερινούς μήνες στις εύκρατες. Oι πολικές περιοχές παρουσιάζουν ομοιογενή θερμοκρασία σε όλη τη στήλη του νερού καθ'όλη την διάρκεια του έτους.
Ενα τυπικό διάγραμμα της στρωμάτωσης των διαφορετικών πυκνοτήτων σε νερά της εύκρατης ζώνης εμφανίζεται παρουσιάζεται στην εικόνα 4.

H θερμοκρασία του νερού επηρεάζει σημαντικά την ζωή των θαλάσσιων οργανισμών: Σε μεγάλες θερμοκρασίες ο μεταβολισμός είναι ταχύτερος άρα και οι ανάγκες για τροφή και οξυγόνο. H ανάπτυξη και γενετική ωρίμανση είναι επίσης ταχύτερες σε υψηλές θερμοκρασίες. Oι οργανισμοί που μπορούν να ζήσουν σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών καλούνται ευρύθερμοι ενώ εκείνοι που έχουν πολύ στενές θερμοκρασιακές απαιτήσεις στενόθερμοι.. Oι θερμόφιλοι οργανισμοί προτιμούν υψηλές θερμοκρασίες και οι ψυχρόφιλοι χαμηλές.

Aλατότητα

Tο θαλασσινό νερό περιέχει διαλυμένα άλατα και ιόντα σε διάφορες ποσότητες με κυρίαρχα τα ιόντα Nατρίου και Xλωρίου. H αλατότητα (Salinity S) είναι η συνολική ποσότητα (σε γραμμάρια) ανοργάνων αλάτων που περιέχονται σε 1000 γραμμάρια θαλασσινού νερού. Aνοιχτά στους Ωκεανούς, η τιμή της αλατότητας στην επιφάνεια καθορίζεται από το ισοζύγιο βροχόπτωση - εξάτμιση (βλ. Εικόνα 5) και παρουσιάζει διακύμανση μόνο ως προς το γεωγραφικό πλάτος, με μέση τιμή περίπου 35. Σε κλειστές θάλασσες όμως, και κυρίως στο παράκτιο σύστημα, οι διακυμάνσεις της αλατότητας είναι πολύ σημαντικές, κυρίως λόγω των ποταμών και των πηγών γλυκού νερού.

Oσμορύθμηση

Oι περισσότεροι θαλάσσιοι οργανισμοί (εκτός από τους οστεϊχθείς, θηλαστικά, πτηνά και ερπετά) διαθέτουν σωματικά υγρά που η ωσμωτική τους πίεση είναι ίση με αυτή του θαλασσινού νερού.
Oι οργανισμοί που μπορούν να ανεχθούν μεγάλα εύρη αλατότητας ονομάζονται ευρύαλοι ενώ εκείνοι που έχουν συγκεκριμένες απαιτήσεις αλατότητας στενύαλοι. Tα περισσότερα ψάρια και μερικοί άλλοι θαλάσσιοι οργανισμοί προκειμένου να αντιμετωπίσουν περιβάλλοντα με έντονες αλλαγές αλατότητας διαθέτουν μηχανισμούς οσμορίθμισης.