海水密度主要受鹽度、溫度和壓力的影響，在其他兩個因素不變的情況下，鹽度上升則密度增大，溫度上升則密度減少，壓力增加則密度增大。
海水的密度由於海域的不同、深度的不同以及水溫和鹽度等的不同而各不相同。一般地講，沿岸水比外海水的密度低，表層水比底層水的密度低。這是因為沿岸海水由於受氣溫、大陸徑流、降水等氣候因素的影響，密度變化較大，而且其密度一般都低於海水的平均密度；而大洋深層的海水因水溫低、壓力大，其密度一般都高於海水的平均密度。降水能使海洋表麵的海水鹽度降低，再加上太陽的輻射還能提高表層海水的溫度，這也是為什麼海洋表層水比深層水密度小的原因。此外，深層水的壓力比表層水大，壓力也會造成深層海水的密度增大。全球海洋中以南極海域的海水密度最大，這不僅是因為其水溫低，而且因該海域海水容易結冰，海水在結冰時會釋出部分鹽分，致使該海域的鹽度隨之增高，密度變大。
純水在4℃時密度最大，為1克／毫升。而海水密度最大時的水溫卻與其鹽度有關。例如：鹽度18的海水在0.12℃時密度最大，鹽度35的海水則在-3.52℃時密度最大。海水結冰後體積約增加9％，密度也相應減少9％。
密度躍層海水的密度躍層一般都是在海洋中兩個密度不同的水團界麵處形成的。例如，當表層海水因大量蒸發而導致鹽度增加，致使其密度增大時，或者因溫度降低而導致其密度增大時，一旦密度大於其下層水團，即開始下沉，直至抵達密度相同的水層後才停止下沉並四下散開。這種因密度大的海水不斷下沉，密度小的海水不斷上升的海水運動，可促使海水不停地進行垂直交換，形成上升流與下降流，最終有可能形成上下兩個密度相對穩定的水層。在兩個水層的界麵處往往存在著較大的密度差，形成密度躍層。在密度躍層內，隨水深的變化，海水密度急劇增大。此外，某些陸間海如果周圍有較多的河流注入，河流攜入的大量淡水因密度小於海水而浮於海水表層之上，久而久之即可形成兩個密度不同的水團，上層水團鹽度低密度小，下層水團則鹽度高密度大，由此而形成的密度躍層一般都比較穩定，黑海即屬於這種類型。
溫躍層也屬於密度躍層的一種。
鹽度是指海水中溶解的無機鹽數量，常以其含量的千分值（‰）來表達。例如：海水中含鹽量為30‰，則稱其鹽度為30；含鹽量為35‰，則稱其鹽度為35。
全球海洋中海水平均鹽度為35，各海域略有不同。其中大洋水的鹽度較高，在33～37.5之間；近岸水域由於受降水和大陸徑流等的影響較大，鹽度要低些，並且不同海區間的差別較大。
全球各大洋中，以北大西洋亞熱帶海域鹽度最高，約為37.5；北冰洋鹽度最低，為31～32。鹽度最高的海為紅海和波斯灣，正常情況下為40～42；鹽度最低的海為波羅的海，中部海域的海水鹽度通常在6～8之間，而北部和東部海域的海水鹽度隻有2，幾乎與淡水等同。波羅的海四麵皆為陸地所包圍，僅西側有3條又窄又淺的海峽與大西洋連通，與外海的水交換量不大，加上流入該海的河流有250條之多，平均每年注入的淡水多達472立方千米，並且當地氣候涼濕，蒸發量少，這些因素的共同影響造成了其海水鹽度極低。此外，黑海的鹽度通常也隻有18左右，基本上為半鹹水。
海水鹽度的測量海水鹽度的測量，過去通常多使用比重計來測量其比重，或者用化學分析方法測量其氯度（即氯離子含量的千分值），然後再換算成鹽度。換算方程式較多，有簡有繁，比較常用為：
鹽度=（比重-1）×鹽度=氯度×1.
現在雖然有了專門用於測量鹽度的儀器，如折射式鹽度計、電導儀等，但通過測量比重再進行換算的方法，仍是經常使用的方法。