Το επιφανειακό στρώμα του ωκεανού βιώνει πολύ μεγαλύτερες διακυμάνσεις θερμοκρασίας από τα αβυσσαλή βάθη. Αυτή η αντίθεση προκύπτει από την άμεση έκθεση σε ατμοσφαιρικούς και ηλιακούς δυνάμεις στην επιφάνεια, ενώ ο βαθύς ωκεανός είναι μονωμένος και σταθερός.
Η επιφάνεια του ωκεανού απορροφά άμεσα την ηλιακή ακτινοβολία. Η ένταση ποικίλλει με την ώρα της ημέρας, την εποχή, και το πλάτος, δημιουργώντας ημερήσιες και ετήσιες θερμικές κύκλους. Τα τροπικά επιφάνειε θερμαίνονται σταθερά· τα πολικά επιφάνειε κυμώδουν δραματικά.
Εξάτμιση, μεταφορά, και αναμείξη από άνεμο μεταφέρουν θερμότητα μεταξύ ωκεανού και ατμόσφαιρας. Μεταβολές στην ταχύτητα ανέμου, σύννεφο κάλυμμα, και θερμοκρασία αέρα αλλάζουν γρήγορα τον επιφανειακό θερμικό προϋπολογισμό. Μια καταιγίδα μπορεί να ψύξει τα επιφανειακά νερά בכמה βαθμούς σε ώρες.
Οι ρεύματα λειτουργούν ως παγκόσμιοι μεταφορείς θερμότητας. Θερμά ρεύματα (π.χ., Κόλπος Ρεύμα) αυξάνουν ακτοπεριφερειακές θερμοκρασίες· ψυχρά ρεύματα (π.χ., Ρεύμα Καλιφόρνιας) τις μειώνουν. Τα μονοπάτια και οι δυνάμεις των ρευμάτων μεταβάλλονται εποχιακά και πολυετώς (π.χ., El Niño), αναδιανέμοντας τη θερμότητα.
Ανέλιξη φέρνει ψυχρό, θρεπτικό πλούσιο βαθύ νερό στην επιφάνεια, ριptide τις θερμοκρασίες ριptide. Κατάδυση ωθεί το επιφανειακό νερό κάτω, επιτρέποντας σε θερμότερο υποεπιφανειακό νερό να ανεβεί. Και τα δύο είναι ανεμοκίνητα και εξαιρετικά μεταβλητά.
Ταραχώδης αναμείξη θερμών και ψυχρών υδατικών μάζων—κινούμενων από ρεύματα, άνεμο, ή παλίρροια—δημιουργεί μεσαίες θερμοκρασίες και οξεία μέτωπα.
Οι βαθιές ωκεανικές θερμοκρασίες κυμαίνονται κοντά στο 0–4°C παγκοσμίως, ποικίλλοντας μόνο σε αιώνες.
