Karaların üstündeki sularla deniz suyu arasındaki en önemli ayrım içerdikleri tuz oranında görülür. Deniz suyunun tuzluluğu okyanuslarda ortalama binde 35’tir, yani 1.000 gr suda 35 gr tuz bulunur. Buna yüzde 88,8 oranındaki klo bileşimleri neden olur; en büyük pay da yüzde 77,7 ile sodyum klorüre, yani sofra tuzuna aittir. Deniz suyunda çözülmüş halde magnezyum klorür, magnezyum sülfat, potasyum klorür, potasyum sülfat, kalsiyum karbonat ve kalsiyum sülfat ile çeşitli brom bileşikleri de bulunur. Bir denizin tuzluluk oranı buharlaşmaya ve o denize karışan tatlı sulara bağlı olarak değişebilir.
Az sayıda akarsuyun döküldüğü ve buharlaşmanın yüksek olduğu Kızıldeniz gibi denizlerde tuzluluk oranı binde 40’a, hatta daha yukarı çıkabilir. Buna karşılık Baltık Denizi gibi buharlaşmanın görece az, dökülen ırmakların da fazla olduğu yerlerde tuzluluk oranı binde 3-20 arasında değişir.
Güneş ışınları denizleri de ısıtır. Onun için, özellikle Ekvator çevresinde deniz yüzeyindeki suyun sıcaklığı 30 dereceye kadar çıkabilir. Kutuplara doğru ise sıcaklık düşer ve su, tuzluluk oranına göre –1 ile –1,9 dereceler arasında donar.