海水是一种混合溶液，它的成分非常复杂。它所包含的物质大体可分为三类：①溶解物质，包括各种盐类、有机化合物和溶解气体；②气泡；③固体物质，包括有机固体、无机固体和胶体颗粒。在所有的海洋水中，有96%～97%是水，3%～4%是溶解于水中的各种化学元素和其他物质，这些元素又可分为许多种类。
迄今为止，从海水中共发现80多种化学元素，但其含量差别很大。主要化学元素是氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟共12种，含量约占全部海水化学元素总量的99.8%～99.9%，它们被称为海水的大量元素。其他元素在海水中所占的比例非常小，都在1mg/L以下，它们被称为海水的微量元素。海水中的化学元素有一个最大的特点，那就是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变，因此称为海水组成的恒定性。它对计算海水盐度能起到很大的作用。溶解于海水中的元素大多数以盐类离子的形式存在。海水中主要的盐类含量差别很大。其中，氯化物含量最高，占盐类总量的88.6%，其次是硫酸盐，占总量的10.8%。
那么，海水中的盐分又是来自哪里呢？它主要来源于两方面：一是河流从大陆带来。奔腾不息的河流在流入大海时，也将其所溶解的盐类输送到了海洋里，其成分虽与海水有所差别（海水中以氯化物为最多，河水中主要以碳酸盐为主），但是，因为碳酸盐的溶解度小，流入海洋中能够很快深沉。另一方面，海洋生物大量地吸收碳酸盐构成骨骼、甲壳等，当这些生物死后，它们的外壳、骨骼等就沉积在海底，这么一来，就会大大降低海水中的碳酸盐含量。硫酸盐的收支近于平衡，而氯化物消耗最少。久而久之，由于生物作用的结果，海水中的盐分与河水就出现了明显的区别。二是海水中的氯和钠由岩浆活动中分离得来。这从海洋古地理研究和从古代岩盐的沉积，以及最古老的海洋生物遗体都可证实古海水也是咸的。总的来说，这两种来源是相辅相成、相互配合的。