Η υπόθεση ότι το κρύο νερό κάθεται στο βάθος και το ζεστό στην επιφάνεια είναι στην πραγματικότητα σωστή για το μεγαλύτερο μέρος του ωκεανού. Εδώ είναι το γιατί:
Το φως του ήλιου διεισδύει μόνο τα ανώτερα ~200 μ (ευφωτική ζώνη), θερμανώντας το επιφανειακό στρώμα.
Μια απότομη θερμική κλίση (θερμοκλίνη) χωρίζει το ζεστό επιφανειακό νερό από το κρύο βαρύ νερό.
Κάτω από τη θερμοκλίνη, οι θερμοκρασίες κυμαίνονται κοντά στο 0–4°C. Αυτό το νερό προέρχεται από πολικές περιοχές όπου το επιφανειακό νερό ψύχεται, γίνεται πυκνό και βυθίζεται, οδηγώντας την παγκόσμια θερμοαλινική κυκλοφορία.
Σε πολικές περιοχές, το επιφανειακό νερό μπορεί να είναι ψυχρότερο από το βαθύ. Υδροθερμικές πηγές τοπικά θερμανούν βαθιά νερά.
Συνολικά, η κατακόρυφη θερμική δομή του ωκεανού είναι θεμελιώδες χαρακτηριστικό του κλιματικού συστήματος της Γης.
