تمتاز المياه البحرية في البحار والمحيطات بالعديد من الخصائص الطبيعية التي تميزها عن غيرها من المسطحات المائية، كما تشهد الخصائص الطبيعية للمياه البحرية تبايناً بين المحيطات المختلفة، فضلاً عن التباينات الأفقية والعمودية في الخصائص الطبيعية للمياه البحرية ضمن الحدود المحددة لكل بحر أو محيط، ومن أبرز الخصائص الطبيعية للمياه البحرية ما يأتي:

- 1الملوحة  : Salinity

على الرغم من ارتفاع المعدل العام لملوحة المياه البحرية إلى حوالي 35 غم/لتر إلا أن معدلات الملوحة في سطح المياه البحرية تتباين مكانياً بين 32− 37 غم/لتر، ويميل التوزيع العام لملوحة سطح المياه البحرية إلى أن يكون على شكل نطاقي إذ ترتفع معدلات الملوحة في العروض الوسطى بمقدار يتباين بين حوالي 36 37 غم/لتر ويرجع سبب ذلك بشكل رئيس إلى المعدلات المرتفعة لحجم التبخر السطحي مما يعمل على ارتفاع ملوحة المياه. في حين تنخفض معدلات ملوحة سطح المياه البحرية في العروض الاستوائية بمقدار يتراوح بين حوالي 34 35 غم /لتر ويرجع سبب ذلك بشكل رئيس إلى المعدلات المرتفعة لحجم التساقط الجوي مما يعمل على انخفاض ملوحة المياه. أما في العروض العليا (القطبية) فإن ذوبان الكتل الجليدية يعمل على انخفاض ملوحة المياه السطحية بمعدل يقدر بحدود 34 غم/لتر.

يشهد التوزيع النطاقي لملوحة المياه البحرية انحرافات محلية في المعدلات العامة بسبب تأثير مصبات الأنهار والتيارات البحرية. إذ تنخفض معدلات ملوحة مياه المحيط الهادئ في منطقة مصب نهر كولومبيا بسبب تدفق المياه العذبة للنهر. كما ترتفع ملوحة مياه بحر الشمال في أقسامه الشمالية الغربية بسبب تأثير التيار البحري للمحيط الأطلسي الذي يمتاز بارتفاع معدلات الملوحة.

2ـ درجة الحرارة   : Temperature

على الرغم من اقتصار مدى توغل الإشعاع الشمسي في أعماق المياه بمقدار لا يتجاوز 200 متر، إلا أنه يعد المصدر الأساس للطاقة الحرارية في مياه البحار والمحيطات، إذ يمثل بحدود 99.9% من إجمالي الحرارة المكتسبة في المسطحات المائية.

إن عمليات اكتساب الحرارة وفقدانها في المياه تكون بطيئة السرعة مقارنة بسطح الأرض، ويرجع السبب في ذلك إلى ارتفاع الحرارة النوعية للمياه بمقدار 1 سعرة / غم/م مقارنة بالحرارة النوعية لصخور القشرة الأرضية والتي تتباين بين 0.17- 0.47 سعرة/غم/م° ، كما يمتاز سطح المياه بقدرة عالية في تشتيت الإشعاع الشمسي وانعكاسه إلى الغلاف الجوي، وكذلك يستنفذ جزء كبير من الإشعاع الشمسي في عمليات التبخر السطحي من المسطحات المائية في حين يتحول الجزء الأكبر من الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية تخزن في سطح الأرض، فضلاً عن دور التيارات المائية في عمليات الاختلاط والتجانس الحراري بين الطبقات المائية مما يعمل على تشتيت الطاقة الحرارية المكتسبة وتوزيعها في كتلة مائية كبيرة الحجم بخلاف سطح الأرض إذ تقتصر عمليات اكتساب الطاقة الحرارية على سطح القشرة الأرضية المعرض للإشعاع الشمسي بشكل مباشر. لذلك ينخفض المدى الحراري في سطح المياه البحرية بين 1.5 - 28 درجة مئوية في حين يرتفع المدى الحراري في سطح القارات بمقدار يتباين بين 45 – 56 درجة مئوية.

إن التوزيع العام لمعدلات درجات الحرارة في سطح المياه البحرية يميل إلى أن يكون على شكل نطاقي، إذ ترتفع المعدلات في العروض الاستوائية بمقدار يتباين بين حوالي 17 - 28 درجة مئوية ويرجع سبب ذلك بشكل رئيس إلى زيادة شدة الإشعاع الشمسي وطول مدته مما يعمل على ارتفاع درجات الحرارة في سطح المياه البحرية. في حين تنخفض معدلات درجات الحرارة في سطح المياه البحرية في العروض العليا بمقدار يقل عن الصفر المئوي بسبب انخفاض درجات حرارة الهواء وذوبان الكتل الجليدية.

إن التوزيع النطاقي لدرجات الحرارة في سطح المياه البحرية يشهد انحرافات محلية في المعدلات العامة بسبب تأثير مصبات الأنهار والتيارات المحيطية وتوزيع اليابس والماء. إذ تسهم مصبات الأنهار في الغالب في ارتفاع درجة حرارة المياه البحرية، كما تعمل التيارات المحيطية الدافئة على رفع درجة حرارة المياه البحرية ضمن حدود حركة امتدادها في حين تعمل التيارات المحيطية الباردة على خفض درجات الحرارة في المياه البحرية.

- 3الكثافة : Density

تعد الكثافة من الخصائص الفيزيائية الضرورية في الدراسات الهيدرولوجية التي تطال البحار والمحيطات، وذلك لكونها تعطي مؤشراً قوياً على تحديد حجم حركة التيارات البحرية الأفقية والعمودية واتجاهها وسرعتها.

تتباين كثافة المياه البحرية أفقياً تبعاً لتباين درجات الحرارة في المياه ومقدار تركز الأملاح الذائبة فضلاً عن مقدار الضغط المسلط على المياه البحرية. إن كثافة المياه تتأثر بشكل كبير بتغير درجات الحرارة، إذ تؤدي الزيادة في درجات حرارة المياه إلى زيادة حجم الطاقة وتمدد الجزيئات المائية ونشاط حركتها مما يعمل على زيادة حجم الكتلة المائية في وحدة المساحة فتنخفض كثافة المياه. ولذلك تكون المياه الدافئة ذات كثافة منخفضة مقارنة بالكثافة في المياه الباردة مما يجعل المياه الدافئة تطفو فوق المياه الباردة. كما تتأثر كثافة المياه بمقدار تركيز الأملاح الذائبة في المياه، إذ تزداد مع زيادة ملوحة المياه (علاقة طردية) ويمكن إرجاع سبب ذلك إلى أن مادة الملح هي في الأصل أكثر كثافة من كثافة المياه. ولذلك تزداد كثافة المياه البحرية مقارنة بالكثافة في المياه العذبة.

كذلك تتأثر كثافة المياه بمقدار الضغط المسلط على المياه، إذ تزداد الكثافة مع زيادة مقدار الضغط علاقة طردية ويمكن تعليل سبب ذلك إلى أن زيادة الضغط المسلط على المياه يؤدي إلى تقلص الجزيئات المائية وتراصها مع بعضها مما يعمل على انخفاض حجم المياه ويزيد من كثافتها. إن كثافة المياه البحرية تزداد بزيادة الأعماق ويرجع السبب في ذلك إلى زيادة الضغط المسلط على المياه بفعل زيادة ثقل الطبقات المائية، كما أن درجات الحرارة في المياه البحرية تنخفض مع زيادة الأعماق مما يؤدي إلى زيادة كثافة المياه.