海水温度是海洋水温状况中最重要的因素之一，常作为研究水团性质，描述水团运动的基本指标。海水温度也是反映海水热状况的物理量。
世界海洋的水温变化，一般在-2℃～30℃，其中年平均水温超过20℃的区域，占整个海洋面积的一半以上。
海水温度有周期性变化和不规则变化，它主要取决于海洋温度的变化状况及时间变化。经观测表明：海水温度日变化很小，变化水深范围为0米至30米，而年变化可达到水深350米。
海水温度在垂直方向上的变化随着深度的增加而降低。从海水的深度与温度的关系上可将海水分为三层结构：上层为混合层，此层中温度是均匀变化的；中间层为温跃层，此层温度急剧下降；最下一层位于温跃层下，海水的温度较平稳地下降。
由此可见，海水深度每下降1000米，海水温度就会下降1℃～2℃，在水深3000米至4000米处，海水温度也只有2℃至1℃。
那么，大洋的水温是不是也会出现较大的变化呢？
事实上，大洋表层的水温每天变化却很小。一般不会超过0.4℃。浅海的海水表层每天的温度变化较大，常常可以达到3℃至4℃。
南极地带的威德尔海是世界大洋中水温最低的地方。此处由于结冰，致使盐度不断增大，从而形成冷而且密度大的下沉海水，并沿着海底向北部分布开来，最终形成了南极的底层海流。
科学家认为，这是始新世末期海退的结果。海水退落导致浅海大陆架露出水面，这就增加了海水对阳光的反射率，使气候变冷；气候变冷又会导致海面进一步退落，使气候更加变冷。
不过有人提出：始新世末期海温的急剧变冷为什么会显得如此不同寻常呢？
美国学者肯尼特注意到，在5300万年前，南印度洋的寒冷表层水，通过塔斯马尼亚海道后，注入南极罗斯海域，冷水取代来自东澳大利亚的暖流，从而触发南极地区的冰冻。
海冰形成，使得冰下剩余的海水盐度升高。盐度较高的冷水势必向下沉潜，形成寒冷的底层水，致使海水温度急剧降低。
延伸阅读
在很久以前，海水温度也发生了巨大变化。科学家们通过对深海沉积物中孔虫壳的氧同位素分析，发现3800万年前的始新世末期时，海洋底层水温骤然下降了4℃至5℃，表层水温也大幅度下降。
