Γενικά, η θερμοκρασία της επιφάνειας του Ατλαντικού Ωκεανού κυμαίνεται από περίπου -2°C (28°F) στον Αρκτικό Ωκεανό έως περίπου 28°C (82°F) στις τροπικές περιοχές κοντά στον ισημερινό. Οι θερμότερες επιφανειακές θερμοκρασίες βρίσκονται στον Κόλπο του Μεξικού και την Καραϊβική Θάλασσα, ενώ οι πιο κρύες επιφανειακές θερμοκρασίες βρίσκονται στη Θάλασσα του Λαμπραντόρ και στον κόλπο Baffin.
Η θερμοκρασία του ωκεανού ποικίλλει επίσης ανάλογα με το βάθος. Όσο πιο βαθιά πηγαίνετε, τόσο πιο κρύο γίνεται το νερό. Αυτό συμβαίνει επειδή το ηλιακό φως δεν μπορεί να διεισδύσει πολύ βαθιά στον ωκεανό, έτσι το νερό σε μεγαλύτερα βάθη δεν παίρνει τόση θερμότητα από τον ήλιο. Ο πυθμένας του Ατλαντικού Ωκεανού είναι πολύ κρύος, με θερμοκρασίες έως και -1°C (30°F).
Η θερμοκρασία του Ατλαντικού Ωκεανού επηρεάζεται επίσης από τα ωκεάνια ρεύματα. Τα ωκεάνια ρεύματα είναι σαν ποτάμια στον ωκεανό και μπορούν να μεταφέρουν ζεστό νερό από το ένα μέρος του ωκεανού στο άλλο. Για παράδειγμα, το Gulf Stream είναι ένα θερμό ωκεάνιο ρεύμα που ρέει από τον Κόλπο του Μεξικού στον Βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό. Αυτό το ρεύμα βοηθά στο να διατηρηθεί ο Βόρειος Ατλαντικός Ωκεανός πιο ζεστός από ό,τι θα ήταν διαφορετικά.
Η θερμοκρασία του Ατλαντικού Ωκεανού είναι σημαντική για διάφορους λόγους. Επηρεάζει το κλίμα των γύρω χερσαίων περιοχών και παίζει επίσης ρόλο στα μοτίβα κυκλοφορίας του ωκεανού. Επιπλέον, η θερμοκρασία του ωκεανού είναι σημαντική για τη θαλάσσια ζωή, καθώς ορισμένα είδη μπορούν να επιβιώσουν μόνο σε ορισμένες κλίμακες θερμοκρασίας.
