Λίγα ερωτήματα φαίνονται τόσο απλά και ταυτόχρονα κρύβουν τόσο σύνθετες απαντήσεις όσο το «γιατί η θάλασσα είναι αλμυρή;».
Η μέση αλατότητα του θαλασσινού νερού ανέρχεται περίπου στο 3,5%, δηλαδή περίπου 35 γραμμάρια διαλυμένων αλάτων ανά λίτρο νερού. Περίπου το 85% αυτών αποτελείται από δύο μόνο ιόντα: το χλώριο και το νάτριο, τα οποία σχηματίζουν το κοινό μαγειρικό αλάτι (χλωριούχο νάτριο). Το υπόλοιπο ποσοστό περιλαμβάνει κυρίως μαγνήσιο, θειικά άλατα, ασβέστιο και κάλιο, ενώ σε εξαιρετικά μικρές συγκεντρώσεις έχουν ανιχνευθεί σχεδόν εκατό διαφορετικά χημικά στοιχεία — ακόμη και ίχνη χρυσού. Εάν εξατμιζόταν ολόκληρος ο όγκος των ωκεανών, τα άλατα που θα απέμεναν θα σχημάτιζαν ένα στρώμα πάχους περίπου 45 μέτρων σε ολόκληρη την επιφάνεια της Γης.
Η αλατότητα, ωστόσο, δεν είναι ίδια παντού. Μεταβάλλεται ανάλογα με την εξάτμιση, τις βροχοπτώσεις, την παροχή γλυκού νερού από ποτάμια και το λιώσιμο των πάγων. Είναι συνήθως υψηλότερη στις υποτροπικές περιοχές, όπου η εξάτμιση είναι έντονη, και χαμηλότερη κοντά στους πόλους και στις εκβολές μεγάλων ποταμών, όπου το γλυκό νερό αραιώνει τη συγκέντρωση των αλάτων.
Οι ωκεανοί, όμως, δεν είναι σημαντικοί μόνο για τη χημεία τους. Απορροφούν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, λειτουργούν ως φυσικός ρυθμιστής της θερμοκρασίας και μετριάζουν τις ακραίες κλιματικές μεταβολές. Χωρίς αυτούς, οι διαφορές θερμοκρασίας ανάμεσα στις τροπικές και τις πολικές περιοχές θα ήταν πολύ μεγαλύτερες και το παγκόσμιο κλίμα πολύ πιο ασταθές.
Η σύγχρονη ωκεανογραφία αξιοποιεί ακόμη και μικροσκοπικούς θαλάσσιους οργανισμούς για να ανασυνθέσει το κλιματικό παρελθόν της Γης. Τα κελύφη πλαγκτονικών οργανισμών, όπως τα τρηματοφόρα (foraminifera), διατηρούν στο χημικό τους αποτύπωμα πληροφορίες για τη θερμοκρασία και τη σύσταση των ωκεανών πριν από εκατοντάδες χιλιάδες ή ακόμη και εκατομμύρια χρόνια, επιτρέποντας στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τους παγετώνες, τις θερμές περιόδους και την εξέλιξη του κλίματος.