Mid-ocean yttemperaturer varierar med latitud som svar på balansen mellan inkommande solstrålning och utgående långvågsstrålning. Det finns ett överskott av inkommande solstrålning på breddgrader mindre än cirka 45 ° och ett överskott av strålningsförlust på breddgrader högre än cirka 45°., Överlagrad på denna strålningsbalans är säsongsförändringar i intensiteten av solstrålning och varaktigheten av dagsljus på grund av lutningen av jordens axel till planet för ekliptiken och planetens rotation om denna axel. Den kombinerade effekten av dessa variabler är att genomsnittliga havsyttemperaturer är högre vid låga breddgrader än vid höga breddgrader., Eftersom solen, med avseende på jorden, migrerar årligen mellan Kräftans Tropik och Stenbockens Tropik, är den årliga förändringen i uppvärmning av jordens yta liten vid låga breddgrader och stor vid mitten och högre breddgrader.
vatten har en extremt hög värmekapacitet, och värmen blandas nedåt under sommarytan – värmeförhållanden och uppåt under vinterytan kylning. Denna värmeöverföring minskar den faktiska förändringen i havsytan temperaturer under den årliga cykeln. I tropikerna är havsytan varm året runt, varierande säsongsmässigt ca 1 till 2 °C (1,8 till 3,6 ° F)., Vid midlatitudes varierar mid-ocean temperaturerna ca 8 °C (14.4 °F) under året. Vid polära breddgrader yttemperaturen förblir nära fryspunkten för havsvatten, ca -1.9 ° C (28.6 °f).
landtemperaturer har ett stort årligt intervall på höga breddgrader på grund av markytans låga värmekapacitet. Närhet till mark, isolering av vatten från det öppna havet, och processer som styr stabiliteten i ytvattnet kombineras för att öka det årliga utbudet av närskärs havsytans temperatur.,
På vintern bär de rådande vindarna kalla luftmassor från kontinenterna i tempererade och subarktiska breddgrader, och kyler det intilliggande ytvattenvattnet under mid-ocean-nivån. På sommaren uppstår motsatt effekt, eftersom varma kontinentala luftmassor flyttar ut över det intilliggande havet. Detta skapar ett större årligt intervall i havsyttemperaturer vid midlatituder på de västra sidorna av oceanerna på norra halvklotet men har bara en liten effekt på södra halvklotet, eftersom det finns lite mark närvarande., I stället verkar oceanerna på södra halvklotet för att kontrollera lufttemperaturen, vilket i sin tur påverkar landtemperaturerna i den tempererade zonen och minskar det årliga temperaturområdet över landet.
havsströmmar bär vatten med egenskaperna hos en latitudinal zon till en annan zon., Den nordliga förskjutningen av varmt vatten till högre breddgrader vid Nordatlantens Gulf Stream och Kuroshio (Japan Current) I Norra Stilla havet skapar skarpa temperaturförändringar längs de nuvarande gränserna eller termiska fronterna, där dessa norrut rörliga flöden möter kallare vatten som strömmar söderut från högre breddgrader. Kallvattenströmmar som strömmar från högre till lägre breddgrader förskjuter också ytisotermer från nära konstanta breddgrader., Vid låga breddgrader agerar handelsvindarna för att flytta vatten bort från landmassornas lee-kuster för att producera områden med kustnära vatten från djup och minska yttemperaturerna.
temperaturen i haven minskar med ökande djup. Det finns inga säsongsförändringar på större djup. Temperaturområdet sträcker sig från 30 ° c (86 °F) vid havsytan till -1 °C (30,2 °F) vid havsbotten. Liksom salthalt bestäms temperaturen på djupet av de förhållanden som vattnet uppstod när det senast var vid ytan., I de låga breddgraderna är temperaturförändringen från topp till botten i oceanerna stor. I hög tempererade och arktiska områden producerar bildandet av tätt vatten vid ytan som sjunker till djup nästan isotermiska förhållanden med djup.
områden i haven som upplever en årlig förändring av ytvärme har ett grunt vindblandat lager av förhöjd temperatur på sommaren. Under denna nästan isotermiska skikt 10 till 20 meter (33 till 66 fot) tjock, temperaturen minskar snabbt med djup, bildar en grund säsongs termoklin (dvs lager av skarp vertikal temperaturförändring)., Under vinterkylning och ökad vindblandning vid havsytan raderar konvektiv vridning och blandning denna grunda termoklin och fördjupar isotermskiktet. Den säsongsbetonade termocline åter former när sommaren återvänder. På större djup finns en svagare nonseasonal termoklin som skiljer vatten från tempererade och subpolära källor.
under denna permanenta termoklin minskar temperaturen långsamt. I de mycket djupa havsbassängerna kan temperaturen observeras för att öka något med djup., Detta inträffar när de djupaste delarna av oceanerna fylls med vatten med en enda temperatur från en gemensam källa. Detta vatten upplever en adiabatisk temperaturökning när den sjunker. En sådan temperaturökning gör inte vattenkolonnen instabil, eftersom den ökade temperaturen orsakas av kompression, vilket ökar vattnets densitet. Till exempel, ytvatten på 2 °C (35,6 °F) sjunker till ett djup av 10,000 meter (ca 33,000 fot) ökar dess temperatur med ca 1.3 °C (2.3 °F)., Vid mätning av djuphavstemperaturer beräknas och subtraheras den adiabatiska temperaturhöjningen, som är en funktion av salthalt, initialtemperatur och tryckförändring, från den observerade temperaturen för att erhålla den potentiella temperaturen. Potentiella temperaturer används för att identifiera en vanlig typ av vatten och att spåra detta vatten tillbaka till dess källa.