zmiany dobowe temperatury oceanu są mniejsze w czasie silniejszego wiatru. Prądy oceaniczne i globalna cyrkulacja termohalinowa wpływa na średnią temperaturę powierzchni oceanu. Blisko brzegu wiatry powodują oziębienie powierzchni oceanu w przypadku przepływu wody w kierunku powierzchni z głębszych rejonów. Temperatura oceanu jest ważnym parametrem w numerycznej prognozie pogody i w modelach klimatu. Temperatura oceanu wpływa też na powstawanie mgły.
thumb|200px|Odchylenie temperatury w górnej warstwie od temperatury podstawowej. Skala logarytmiczna. Pomiary Temperatura samej powierzchni morza jest trudna do zmierzenia. Za pomocą metod teledetekcyjnych w podczerwieni można wyznaczyć temperaturę na około 10 mikrometrach od powierzchni. Temperatura ta jest nazywana temperaturą naskórka (ang. skin temperature). Sztuczne satelity mierzą temperaturę na głębokości około milimetra za pomocą pomiaru mikrofalowego, zaś boje dryfujące lub termometry mierzą temperaturę na głębokości około 1 m (w czasie dnia jest to temperatura ciepłej warstwy). Na statkach rutynowo mierzy się temperaturę z głębokości około 20 m. Boje dryfujące są w stanie dokonywać pomiarów temperatury przy powierzchni oceanów.