Obecně platí, že povrchové vody oceánu jsou teplejší než hluboké vody. Sluneční energie je totiž pohlcována vodou blízko povrchu a teplo je pak proudy a vlnami rozváděno po celém vodním sloupci. Průměrná teplota povrchových vod oceánu je kolem 26 °C (78,8 °F).
Existují však některé oblasti oceánu, kde mohou být povrchové vody mnohem teplejší, jako jsou tropy, kde je průměrná teplota povrchové vody kolem 30 °C (86 °F). Naproti tomu povrchové vody polárních oceánů mohou být mnohem chladnější, s průměrnými teplotami pod 0 °C (32 °F).
Na teplotu moře má vliv i roční období. Obecně platí, že povrchové vody oceánu jsou nejteplejší v létě a nejchladnější v zimě. Sluneční energie je totiž v letních měsících koncentrovanější, takže má větší vliv na teplotu vody.
Konečně, hloubka vody může také ovlivnit teplotu. Čím je voda hlubší, tím je studenější. Je to proto, že voda v blízkosti povrchu absorbuje teplo ze slunce, zatímco voda v hloubce nikoli. V důsledku toho se teplota vody snižuje, jak jdete hlouběji do oceánu.