Температурный режим воды в Мировом океане зависим от баланса тепла, имеется в виду соотношение подводимой теплоты и ее расхода. Приходная часть баланса состоит из таких поступлений, как солнечная радиация, теплые течения, несущие тепло, энергия, выделяющаяся при таянии льда, речной сток. Тепло используется на испарение вод, подогрев воздуха и течение. Как известно нагрев воды происходит медленнее чем у суши и остывание также протекает медленнее. Удельная теплоемкость воды в несколько раз превышает теплоемкость суши. Эта особенность оказывает большое влияние на процесс образования климата.
Температура воды в океане изменяется как при отдаление от экватора к полюсам, также и с глубиной, а из-за низкой теплопроводности воды тепло плохо передается на глубину, средняя температура составляет около +4°С.
Широтное проявление — периодическое понижение температуры поверхностных вод от экватора к полюсам. Эта закономерность несколько нарушается в районе термического экватора и по отношению к прохождению течения.
Максимальная средняя температура поверхности моря в Тихом океане составляет 19,4°С. Второе место (17,3°С) у Индийского океана. Третье место занимает Атлантический океан со средней температурой около 16,5°C. Минимальные температуры в Северном Ледовитом океане в среднем чуть превышают 1°C. В результате средняя температура поверхностных вод Мирового океана составляет около 17,5°C. Максимальные температуры воды наблюдаются во внутренних тропических морях и заливах. +32°С в Красном море и +35,6°С в Персидском заливе летом.
Морской лед появляется только в полярных широтах, потому что соленые воды Мирового океана замерзают при отрицательных температурах (от -1,8 до -4 °C). Его роль имеет решающее значение для формирования климата, развития морской жизни и деятельности человека.
Вертикальная зональность менее выражена. Температура воды океана снижается с глубиной, но наличие различных течений (поверхностных, донных, глубинных) затрудняет выявление устойчивых закономерностей изменения температуры.
Воды накапливают тепло (поскольку вода обладает достаточной теплоемкостью) и перемещают тепло из одного региона Мирового океана в другой с помощью океанских течений. А в атмосферу поступает тепло и влага от океана.
Температурные режимы Мирового океана оказывают существенное влияние на формирование глобального климата. Он поглощает на 25-50% больше тепла, чем Земля. Он играет важную роль в жизни на Земле. Солнце нагревает воду на протяжении всего лета, а зимой эта нагретая вода постепенно отдает тепло в атмосферу. Таким образом, Мировой океан подобен «котлам центрального отопления» Земли. Без него на землю обрушился бы такой сильный мороз, что погибло бы все живое. Подсчитано, что если бы океаны не были так осторожны, чтобы удерживать тепло, средняя глобальная температура была бы -21 °C. Это на 36 °C ниже фактической температуры.