海水的成分主要包括以下幾類：
主要成分（大量、常量元素）：這些是海水中濃度大於1×10^-6mg/kg的成分。陽離子包括Na^+、K^+、Ca^2+、Mg^2+和Sr^2+，陰離子有Cl^-、SO4^2-、Br^-、HCO3^-（CO3^2-）、F^-，以及以分子形式存在的H3BO3。這些成分的總和佔海水鹽分的99.9%，因此被稱爲主要成分。它們的濃度比例近似恆定，受生物活動和總鹽度變化的影響都不大，因此被稱爲保守元素。Si雖然有時含量大於1mg/kg，但其濃度受生物活動影響較大，性質不穩定，不屬於保守元素，所以在討論主要成分時不包括Si。
溶於海水的氣體成分：如氧、氮及惰性氣體等。
營養元素（營養鹽、生源要素）：主要是與海洋植物生長有關的要素，通常是指N、P及Si等。這些要素在海水中的含量經常受到植物活動的影響，對生物有重要意義。
微量元素：在海水中含量很低，但又不屬於營養元素者。
海水中的有機物質：如氨基酸、腐殖質、葉綠素等。
海水的常量元素之間的濃度比例相對較爲穩定，主要以五種陽離子（鈉Na、鉀K、鈣Ca、鎂Mg、鍶Sr），五種陰離子（氯離子Cl、硫酸鹽SO4^2-、溴化物Br、碳酸氫根HCO3^-、氟化物F^-）以及硅酸鹽SiO2的形式存在。