潜水剖面图

在热带海域，从船上放下温度计，读数并不会平滑下降，而是经历三个阶段：

1. 混合层。 风和波浪搅动最上面几十米的水，使温度和盐度几乎均匀。该层通常厚约 20 到 100 米，在风暴频繁地区和冬季会更厚。
2. 温跃层。 在混合层下方，温度随深度迅速下降。在热带和中纬度地区，它大致从 100 到 200 米延伸至约 1,000 米。
3. 深海。 在温跃层下方，海水均匀寒冷，大部分在 1 到 4 °C 之间，一直延伸到海底。

同样的原理也适用于盐度和密度。盐跃层是盐度变化剧烈的水层，密度跃层是密度变化剧烈的水层。因为温水比冷水轻，强烈的温跃层会形成一个非常稳定的结构：上层是轻水，下层是重水，两层之间的混合很少。这使得深层的营养物质无法到达有光照的水层，这也是热带海洋虽然清澈湛蓝，但浮游生物却很少的原因之一。

在极地附近，情况有所不同。表层海水已经很冷，因此温跃层很弱，深层海水更容易上升并与表层混合。

深层海水会结冰吗？ 在开阔的海洋中不会。盐分会降低冰点：盐度为 35 g/kg 的海水在约 −1.9 °C 时结冰，而不是 0 °C。0 到 4 °C 的深层海水是液态的，而且在巨大的压力下，它更容易保持液态。海冰只在表层形成，当表层水温降至冰点以下时才会结冰。