海水溫度是表示海水熱力狀況的一個物理量，海洋學上一般以攝氏度(℃)表示，測定精度要求在±0.02℃左右。它是反映海水熱狀況的一個物理量，世界海洋的水溫變化一般在-2℃—30℃之間，其中年平均水溫超過20℃的區域占整個海洋面積的一半以上。它有日、月、年、多年等周期性變化和不規則的變化，主要取決於海洋熱收支狀況及其時間變化。海水溫度體現了海水的熱狀況。海水溫度的垂直分布一般是隨深度之增加而降低，並呈現出季節性變化。表層海水到1000米，水溫隨深度增加而迅速遞減，而1000米以下，水溫下降變慢。在水深350米左右處，有一恆溫層。但隨深度增加，水溫逐漸下降（每深1000米，約下降1°—2℃），在水深3000—4000米處，溫度達到2°— -1℃。
此外，海水溫度會受到緯度、洋流和季節的影響。不同緯度得到的太陽輻射不同，海水溫度也會不同。暖流流經的海區水溫較高，寒流流經的海區水溫較低。夏季海水溫度高，冬季海水溫度低。同時，每天海水溫度都會隨著太陽的輻射而發生變化，不過對於大洋來說，太陽輻射的影響一般不超過0.4℃。