Η Θάλασσα της Ιαπωνίας παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις θερμοκρασίας βάσει γεωγραφικού πλάτους, βάθους και εποχής. Στα βόρεια, οι επιφανειακές θερμοκρασίες κυμαίνονται από περίπου 2°C (36°F) τον Φεβρουάριο έως 18°C (64°F) τον Αύγουστο. Τα νότια νερά είναι θερμότερα, με μέσο όρο 10°C (50°F) χειμώνα και 26°C (79°F) καλοκαίρι. Τα βαθιά νερά παραμένουν σταθερά πιο κρύα, με θερμοκρασίες πάτους στα βόρεια κοντά στο -1,5°C (29°F) χειμώνα και μόνο 4°C (39°F) καλοκαίρι. Η αλατότητα επίσης ποικίλλει, γενικά υψηλότερη στα βόρεια και στα βαθιά.
