海

海是由大量鹹水組成的水體，其受陸地全部或局部地圍繞。廣義上的海則是指由地球海洋鹹水水域組成的互聯系統，一般把它看待為一整個世界大洋，或是由幾個分開的大洋組合而成。大海對地球的氣候起到緩衝作用，且在水循環、 碳循環，以及氮循環中扮演著重要的角色。雖然人類從史前時代就開始在大海中旅行並探索未知的海域，不過現代海洋學研究從19世紀70年代英國的挑戰者號遠征才開始。一般而言，它最多分為五個大洋，當中包含國際航道測量組織的四個指定大洋（大西洋、太平洋、印度洋，和北冰洋） ，以及南冰洋；較小的次要海區，比如地中海，則一般以「海」命名。與大洋相比，海並沒有獨立的潮汐以及海流。
由於大陸漂移，北半球現在的陸地和海洋之間的比例較為平均（約為2：3），但南半球絕大多數的地方都受海洋所覆蓋（1：4.7）。開放水域的鹽度（鹽類物質的質量）則一般在3.5％左右，儘管此一數值可在較為接近內陸的水域、大河口附近，以及深海中發生更大的變化。開放水域的溶解物質中，以氯化鈉為最多，約佔全部溶解物質的85％。由於海洋中各區域鹽分及溫度有差異，因而產生溫鹽環流。海流的形成歸因於受風和潮汐蘊藏的能量所推動的海浪，局部海平面的變化則是因月球和太陽的引力所致：這些的方向都會受到地球表面和海底的大陸塊，以及地球的自轉（科里奧利力）所影響。
陸地向海平面下延伸形成大陸架，為海洋接近陸地的淺海區域，大陸架海域富含養分，為多樣海洋生物之棲息地，並供給人類大量食物—主要為魚類，並有甲殼類水生動物、海洋哺乳動物及海藻—透過野生捕撈及水產養殖獲取。大型熱帶珊瑚礁的生物多樣性相當高，深海海域捕鯨業曾相當發達，隨著鯨的數量大幅減少促使國際上簽署條約限制捕撈，國際捕鯨委員會於1986年起禁止大多數商業捕撈。海洋中的生物並非僅生長在陽光照射的到的水域，即使在海底深處，壓力很大的超深淵帶也有生物，其營養來源來自深海熱泉，形成獨特的生態系統，這類生物稱為嗜極生物。在無生源論中，生命起源可能是來是海洋，海洋微生物墊符合地球大氣的大氧化事件，而動物及植物的起源也都來自海上。
海洋對人類貿易、旅遊、礦物開採、能源生產等方面均相當重要，亦為戰爭的場域。位於海岸的城市可能受地震或火山活動造成的海嘯影響，熱帶海域為熱帶氣旋、颱風及氣旋的活躍區域。海洋對於人類文化產生重要影響，從早期神話裡的水神到荷馬史詩，再到哥倫布大交換引發的巨大轉變，從海葬到松尾芭蕉的俳句再到超現實主義的海洋藝術；以及《蘇格蘭的牢騷》中船夫號子激勵人心的音樂到尼古拉·安德烈耶維奇·里姆斯基-科薩科夫的《舍赫拉查達》再到張惠妹的《聽海》。海上的休閒活動包括游泳、潛水、衝浪及帆船運動等。但隨著人口增加、工業化及集約農業造成現今的海洋污染，海洋因吸收大氣中增加的二氧化碳，導致PH值下降，即海洋酸化；海洋資源共享造成過度捕魚的問題仍在增加。

命名和辭源

中文中「海」字出現極早，在先秦文獻中多有出現，如 《詩經·小雅·沔水》有「沔彼流水，朝宗於海」。青銅器銘文中也有發現，如1930年在河南汲縣出土的西周早期青銅器小臣誺簋的銘文中既出現了「海」字。
英文詞彙Sea即「海」可以追溯到古英語。由中古英語開始，表示廣義意思時需要加上冠詞。而英文詞彙Ocean即「洋」則可追溯到古希臘語中表示環繞大地的大洋神Ὠκεανός，一般漢譯為「俄刻阿諾斯」。

定義

海是指地球上與洋相互連接的水域系統，包括國際航道測量組織命名的四個大洋——大西洋、太平洋、印度洋、北冰洋—和南冰洋及其所包含的水域。
縱然海比較細小（除了北大西洋環流產生的馬尾藻海是個值得注意的例外），而且通常被比大陸為細小的陸地圍繞。海一般比湖泊大，盛載海水。海洋學家對海還沒有已被接納的技術性定義。在國際法中《聯合國海洋法公約》列明所有海洋也屬於「海」。
另外，世界各地也存在很多湖泊被以「海」來命名，如裏海、加利利海、死海、什剎海、洱海、邛海等等。

物理學

儘管火星擁有冰蓋且其他行星可能擁有海洋，但地球是已知唯一表面由液態水覆蓋的行星。地球上的水的來源尚不明確。從太空遙望，地球像是一顆「藍色彈珠」，水以海洋、冰蓋和雲層等不同形態存在。地球上海水體積為1,335,000,000立方公里（320,000,000立方英里），佔地球水資源約97.2%並覆蓋著地球70％以上的表面，另有約2.15%的地球水資源以冰的形式存在，分布於北冰洋海冰、南極洲冰冠和南冰洋海冰，以及世界各地的冰川和表層沉積物中。其餘約0.65％的水資源組成了地下水或處在水循環的各個階段，包括人們在生活中所使用的淡水、空氣中的水蒸氣，慢慢地形成了雲層，雲層積累到一定厚度後產生雨或雪落到地表，形成湖泊和河流，最終流向大海。海洋佔據了地球如此大部份，以致於英國作家亞瑟·查理斯·克拉克曾記述「地球」（Earth）命名為「海球」（Ocean）會更好。
研究水以及地球水循環的科學稱為水文學；而流體力學則探討水運動時的物理現象；最近對於海的研究稱作海洋學。其一開始是研究海流的流向，但目前其已涵蓋了廣泛且跨學科的主題，它的研究範疇包括探討海水的特性；研究海浪、潮汐，以及海流 ；測繪海岸線和海床；並對海洋生物進行研究。 研究海洋運動以及其力量的分支學科稱為物理海洋學。海洋生物學則負責研究棲息於海洋生態系統的生物，包括但不限於動植物。以上兩者皆受到化學海洋學的研究支持，它研究海洋內的化學元素和分子的表現：特別是研究二氧化碳在海水酸度增加中起了什麼作用，以及海洋在碳循環中所扮演的角色。海洋地理學研究海洋的形態和狀況，海洋地質學則為大陸漂移學說、地球的組合方式及其構造提供證據，並使沉降的過程弄清，這門學問所獲得的資料可用來協助人們研究火山作用和地震。

海浪

海洋表面波，是在空氣穿過水麵時由摩擦力引發的振動。這種摩擦傳遞能量，並在垂直於風向的水中形成表面波。波的頂部被稱為它的波峰，波的底部稱為它的波谷;兩個波峰之間的距離是波長。這些波是機械的：當它們接近時，一點處的水分子上升，當它們通過時，水分子下降，呈現出大致圓形的輪廓。 能量穿過表面，並不代表水本身的水平運動。海洋的海面狀態由這些波浪的大小決定，這些波浪在開闊的海洋上取決於風速、風向和其在水面上的距離。最小的波稱為毛細波。而長期而強烈的風推動波紋形成凸起、變大且不規則的波峰，稱為海浪。當這些波的行進速率幾乎可與風速匹配時，它們即達到最大高度，久而久之，它們自然地分離成具有共同波長和方向的長而強大的波。這些涌浪在咆哮西風帶是特別常見的，那裡有著連續不斷的風。 當風消逝時，由於水的表面張力，波紋容易消失，但是海浪和涌浪只是通過重力波和其他波干涉（相消干涉）的作用而緩慢減小。 然而，相長干涉也可能導致超級巨浪（瘋狗浪）比正常情況高得多。 大多數波浪小於3米（10英尺）高，並且經常在強風暴時高度增加一倍或三倍; 近海建設如風電場和石油平台使用這些測量來計算他們設計的百年波。在記錄中，瘋狗浪的高度達到了25米（82英尺）以上。
隨著海浪接近陸地並進入淺水，它的表現會有所變化。如果以一個角度接近，波浪可能變彎或者包住岩石和岬角。當波到達其最深的振盪分子接觸海床的點時，摩擦開始將其減緩。這使得波峰更靠近在一起並且增加波浪的振幅。當波的振幅與波長的比率超過1:7時，它會「破裂」並翻倒在大量的水沫中。 在重力的影響下，它在退回海中之前會向上沖入海灘。

海嘯

海嘯是一種非常規的海浪運動，通常是由於突發的劇烈水下活動——如地震、山體滑坡、隕石撞擊或火山爆發而引發。這些活動可以臨時地使受影響區域的海平面抬升或下降幾英尺，這些活動釋放的巨大能量轉化為使海水位置移動的勢能儲存在海水中，而後轉化為使海水運動的動能產生波浪。這些波浪以與海水深度的平方根成正比的速度向外擴散，因此海嘯在遠離大陸的海洋上的傳播速度比在大陸架上的傳播速度快得多。
在遠離大陸的海洋中，雖然海嘯以超過970公里每小時（600英里每小時）的速度往外擴散，海嘯波浪的波長達到130至480公里（81至298英里），但是波幅通常只有小於1公尺（3.3英尺）。而在同樣的區域，一般常規海浪通常的傳播速度不會超過105公里每小時（65英里每小時）而且波長只有幾百英尺，但是這些海浪的波幅卻可能高達14公尺（46英尺），因此這個區域的海嘯通常會在未被察覺的情況下往外傳播著。海嘯預警系統不能只依靠海嘯波浪的波幅大小來監測海嘯，它需要依靠對地震波的監測來進行海嘯預警。因為地震波會以比海嘯傳播速度快得多的速度——大約每小時14,400公里（8,900英里）的速度傳播，所以對地震波進行監測可以使對受海嘯威脅地區進行海嘯預警成為可能。當監測到地震波時說明發生了地震，然後根據海平面監測站網絡對海洋水面高度的監測數據進行計算去確認或取消相應的海嘯預警 。
在向外傳播的過程中，海嘯的能量通常散失得很慢，但是這些能量會隨著傳播分散到海嘯的波前。因為海嘯是以海嘯發生起點為圓心向外傳播，這必然導致海嘯的波前越來越長，這樣在波前平均積蓄的能量會不斷減弱，所以海岸線上通常只會被比較弱的海嘯海浪所衝擊。但是值得注意的是，因為這些海嘯的傳播速度是與海水深度有關的，由於在傳播路徑上海底地形不一，所以海嘯在各個方向上向外的傳播速度不一，這必然造成波前不可能是標準圓形，這種被稱為折射作用會使海嘯波前的能量分布不一——在某些地方聚集能量強化海嘯同時在某些地方削弱能量弱化海嘯。
就像是其他海浪一樣，海嘯傳播到岸邊變成淺波時由於海水深度變淺，因此海嘯的速度會減慢，所積蓄的能量從動能轉變回勢能使海嘯波浪的波幅增大形成巨浪。當海嘯傳播到海岸時，有可能是海嘯的波槽或波峰兩者之一首先襲擊岸邊。如果是波槽首先到達，那麼通常會出現海水倒退的現象，顯露出平常難以見到的潮濕區域。當波峰到達岸邊時，波峰通常不會解體反而會往內陸繼續衝擊並使衝擊路徑被海水淹沒，海嘯的破壞力通常就體現在這些海水上，它們不但會衝擊大陸使大片陸地淹沒，同時這些海水還會帶著被淹沒的人及物品倒流回大海中。
一些海嘯可以是由於單一的地質活動而引起的，這種情況下，首波通常並不是最大最具破壞力的，更具破壞力的後續海嘯波浪通常會晚大概八分鐘到兩小時左右到達。部分情況下，海嘯會在淺海灣或者出海口的地方變成大潮。

潮汐

潮汐是指由月球和太陽對地球的引力與地球自轉共同引起的海洋水位的規律性升降。在一個潮汐周期中，水位上升到最高點被稱為滿潮（high tide）；水位下降到最高點被稱為低潮（low tide）。潮水退去時，潮間帶會露出水面。滿潮和低潮的水位差叫做潮差。在河口位置，漲潮湧入的海水與河流交匯時會出現涌潮現象：例如杭州灣的錢塘江大潮，其潮差可達9公尺（30英尺）之高。
地球上的大部分地方每天都會有兩次滿潮，間隔大約為12小時25分鐘。此時間恰好是地球自轉一周，加上月球運行到相對觀測者同一位置時所需時間之和的一半。月球質量是太陽的2700萬分之一，而地月距離是日地距離的400分之一。因為潮汐力隨著距離的增加衰減得較快，所以月球對地球的潮汐影響大約是太陽的兩倍多。地球上距離月球最近處的洋面由於受到較強的引力會出現隆起；地球背面受到的月球引力最弱，也會形成一個相似的隆起。這些隆起會像月球一樣繞著地球旋轉。太陽的引力影響則相對小得多，但在滿月或新月時，日月地處於同一直線產生的引力效應導致了大潮（spring tide）的出現。反之，當太陽與月球成90°角時，相對的引力效應就會減小，形成小潮（neap tide）。
潮汐的流動不僅有水的慣性限制，也受地形影響。例如，墨西哥灣的地形限制了海水的流動，每天只會發生一次漲落潮。內濱（或近岸水域）的潮汐則可能有複雜的日周期性，有的地方每日可能出現四次滿潮。位於優卑亞島的哈爾基斯附近的尤里普斯海峽水流湍急，在一天之中常常出現四次忽然改變流向的情況（若月球與太陽成90度角，水流方向的改變甚至多達12次）。海灣或河口的漏斗狀地形則會增大潮汐的規模。加拿大芬迪灣的春潮潮差可達16.3米（53英尺）。雖然潮汐都是規律且可被預測的，但是滿潮時的高度會因為離岸風而降低，也會因為向岸風而變高。反氣旋中心的高壓會造成反常的低潮，而低氣壓則可能產生反常的滿潮。當強風將海水推至水淺的海岸，配合低壓系統，處於滿潮的海面高度迅速上升，將產生風暴潮現象。1900年，德克薩斯州加爾維斯敦的一次強烈颶風過境時，海面出現15英尺（5米）高的風暴潮，造成了超過3,500人死亡，3,636間房屋被毀的災難。

海流

風吹過海面時會在空氣和海面交界面上產生摩擦力，這摩擦力除了會形成海浪外同時也會導致表層海水隨著風吹的相同方向流動。儘管地球上不同地方風向多變，但是一個地方的風向總是大體維持在一個方向上，這樣海洋流向較為穩定的表層洋流就可以形成了。通常在中緯度地區以西風為主，而在赤道地區則以東風為主。當海水以這種方式被移動，其他海水就會流動到這些被吹走的海水原來的位置上以填補空缺，以此形成了一種被稱為「大洋表層環流系統」的海洋表層洋流循環運動系統。
地球上目前主要有五個大洋表層環流系統：兩個在太平洋上（北太平洋環流和南太平洋環流）、兩個在大西洋上（北大西洋環流和南大西洋環流）以及一個在印度洋上（印度洋環流）。
這些洋流的流向同時受著大陸海岸地形、風向以及科里奧利力的影響，如在科里奧利力作用下，北半球的表層洋流多呈現順時針流向，而南半球的表層洋流多呈現逆時針流向，目前這些洋流遵循它們各自的流動方向流動已上千年。
從低緯度地區流向高緯度的洋流水溫通常較暖，稱之為暖流；反之從高緯度地區流向低緯度的洋流水溫同城較冷，稱之為寒流。這些暖流和寒流影響著地球的氣候，寒流使低緯度地區降溫而暖流使高緯度地區升溫。全球氣候和天氣的極大程度上受著海洋的影響，因此在對全球氣候建模時需要運用到海洋環流模型以及其他一些主要構件的模型——如大氣模型、地表模型、氣膠模型及大海冰層模型等。海洋模型的研究主要是運用物理學、地球物理學以及流體力學去描述液體的大規模流動規律（如海洋洋流）。
表層洋流只對海洋表面上層幾百米的海水有影響，但是在海洋深處也存在著海水的大規模流動，在全球海洋範圍循環流動的主要深層海洋環流是溫鹽環流（又稱輸送洋流或全球輸送帶）。但是這個環流系統的循環流動較慢，它的流動主要依靠的是海水的溫度和鹽度差導致的海水密度差所驅動。。在高緯度地區，海水被較低的氣溫降溫並且隨著結冰過程使海水的鹽度增加，這兩項因素都導致海水密度增加（值得注意的是，不像一般淡水，海水並不是在4℃是密度最大而是隨著溫度下降密度不斷增大直到大概-2℃的冰點）從而使海水往下流動，這些下沉的冷海水從格林蘭附近的深海往南沿著大西洋兩岸的陸地間的深海流動。當它們流動到南極洲附近時，南極洲附近較冷、密度較高的下沉海水會加入他們一起往東流動，然後這些深層冷海水會分成兩道海底的寒流分別往北流動到印度洋及太平洋，然後這些海水會逐漸變得暖和而密度降低，從而形成上升流回到海洋表層部分會隨表面洋流回到大西洋從而形成環流，這些循環需要上千年才能完成。
除了環流，在特定情況下還會出現一些臨時性的海流。當海浪以一定角度到達岸邊時，會產生一種與海岸線平行流動的沿岸流，這時海水會沿著海浪方向（與海岸線形成一定角度）涌升上海灘，然後因為重力作用會以沿著海灘斜面（通常與海岸線接近垂直）倒流到大海中，從而造成沉積物（泥土、淤泥、砂石和木屑等）以與海岸線形成的一定角度地沿海灘運輸。衝上海岸的破碎浪越大則形成海灘越長，海浪的方向越斜（海浪浪峰線與海岸線形成的角度越大）則形成的沿岸流越強，這些海流會使大量沉積物移動從而形成沙咀、使沙灘消失或者水道淤積。
另一種臨時性的海流是離岸流，海水隨著海浪涌到岸邊使海水堆積，而又因為海底地形作用使這些堆積的海水沿著海床中一條地勢較低的通道回流到大海中時產生的，這種海流有可能會發生在沙洲或者人造設施（如防波堤）中間的缺口上。這些強勢的海流在不同的地方可以在不同的潮汐狀態時形成，其速度可以達到1公尺每秒（3.3英尺每秒）從而可以將泳客快速帶離海岸邊，往外海飄流。
還有當風將表層海水吹走使其遠離海岸引起近岸下層海水上升以填補其空缺，這時就會形成臨時上升流，這些下層較冷的海水通常富含營養物質可以使浮游植物繁榮生長提高海洋生態的生長能力。同理，當風將表層海水吹走使其遠離海岸時在遠離海岸處則形成下降流。

海盆

對海底地形的研究主要是運用測深學和測繪學的方法進行探測及研究，具體探測海盆深度的方法有：單或多波束回波探深儀、空中鐳射深度探測儀以及對衛星遙感數據的處理。這些海盆深度數據可以用來制定海底電纜、海底管道的鋪設線路方案， 選擇合適地點放置石油鑽機或離岸風力渦輪機，以及尋找可能的新捕魚點等。
地球的構成分為磁性的地核、大量的流體地函以及硬剛性外殼——即岩石圈（包括了地殼以及在更深入位置主要是固體構成的地函外殼）。在陸地下面的地殼被稱為大陸地殼，而在深海下方的地殼則稱為海洋地殼，後者主要由厚度大概為5至10公里（3.1至6.2英里）相對稠密的玄武岩組成。漂浮在更軟更炙熱的地函上方相對薄的岩石圈被破碎成幾個不同的構造板塊。
在海洋中間，岩漿不斷地從板塊連接處的海床湧出從而形成洋中脊，同時這裡的地函對流會使兩海洋板塊分離。而平行於這些洋中脊離岸較近的地方，一海洋板塊可能會以俯衝過程滑入另一海洋板塊之下，從而形成海溝並伴隨俯衝而產生板塊的相互擠壓與摩擦作用，這種板塊的相互作用是地震產生的其中一個原因。 由於上層地函的岩石發生減壓融化，密度較小的岩漿湧出至海床表面，或者由於俯衝板塊產生的揮發物使覆蓋板塊的熔點降低與上升，這兩原因其中的任何一個都會形成海底火山。海底火山通常都經歷著生長、活動、沉降至最後消亡的階段，部分海底火山能夠生長至高於水平面從而形成火山島。而在海洋板塊與大陸板塊的邊界，密度較大的海洋板塊滑至大陸板塊之下從而形成海溝，而上方的大陸板塊會產生變形從而彎曲形成山並且帶有地震活動。
地球上最深的海溝是在海床大概延伸了2,500公里（1,600英里）的馬里亞納海溝，它在馬里亞納群島附近——西太平洋的一個火山群島。雖然它的平均寬度只有68公里（42英里），但是它的最深處的深度達到海平面下10.994公里（6.831英里）。另一條更長的海溝在秘魯和智利的沿岸，長度約為5,900公里（3,700英里）而深度達到8,065公尺（26,460英尺），它的產生與海洋板塊（納斯卡板塊）滑入大陸板塊（南美洲板塊）有關，這俯衝過程也造成了安第斯山脈的上升及其火山活動。

岸

陸地和海交界的地帶稱為岸，而介於漲潮線及退潮線之間，海浪可及之處稱為海濱。海灘是布滿沙或是碎石的海濱，岬角是一塊伸出海面的陸地，較大面積的岬稱為海岬。海岸線後退之處（特別是在二塊岬角之間的）稱為海灣（bay），若是較小的海灣，且有小的水道的會稱為cove，若是較大的海灣，甚至大到可以形成海域的，會稱為gulf。海岸線會受到許多因素的影響，包括海浪到岸上的強度、陸地邊緣的坡度、海岸岩石的成份及硬度、離岸部份地形的坡度，以及因為陸地局部隆起或是下陷造成的土地高度變化。一般而言，海浪每分鐘沖擊海岸六到八次，這種海浪稱為沖積波，侵蝕效果不強，多半會將沈積物沖積到海岸。若是有暴風，風浪會以頻繁又連續的沖擊海岸，這稱為產生的海浪稱為破壞波，會將海岸的沈積物帶走。在海浪的影響下，海灘上的砂和卵石會一起磨碎。在漲潮的時候，風暴的海岸崖腳的沖擊也有破壞性的影響，因為沖擊時會壓縮裂縫和縫隙中的空氣，當壓力釋放時，空氣會迅速膨脹。同時砂和卵石撞擊岩石也會有侵蝕的作用。上述的作用再加上其他的風化作用（例如降霜），都會切削海岸的懸崖。漸漸的海岸懸崖會後退，靠海部份會形成海岸平台，有保護作用，避免懸崖進一步受到海浪的侵蝕。
侵蝕海岸所產生的物質會隨著和海岸平行的海流離開海岸，最後會進入海中，在其他地方沈積。從沈積物流到海中，在海床上沈積形成河口的三角洲，而這些沈積物也會受到海浪、潮汐及海流的影響。疏浚會除去沈積物並且加深河道，但對海岸線可能會有意想不到的影響。政府為避免海水或洪濤，一般會修築防波堤、海塘或其他的防護設施。英國的泰晤士河防洪閘目的就是保護倫敦免於風暴的洪濤，但美國在颶風卡特里娜時，紐奧良的堤失效，造成了人道主義危機。香港填海工程則是透過整平而且擴充二個較小的島嶼（赤鱲角及欖洲）來興建香港國際機場。
依照聯合國海洋法公約，依照國際法的海岸線是主權國家的領海基線，一般來說不一定會是低潮線。

海平面

在大部份地質年代，海平面高於現在海平面所處的位置。海平面變化的主要因素是海洋地殼變動的結果，並在較大的時間尺度上有下降趨勢 。在大約20,000年前的末次冰盛期，海平面是今時的水平120公尺（390英尺） 以下。在最近的至少100年中，海平面以大約每年1.8 mm（0.071英寸）的平均速度持續上升 。大部份上升可歸因於海水的溫度導致海面以下500米（1,600英尺）的海水略為受熱膨脹。此外，來自陸地上的水源，例如溶化的冰雪、為了農業灌溉及其他人類需要而抽出的地下水也導致四分之一的上升量 。由全球暖化趨勢導致的海平面上升趨勢預計會持續至二十一世紀末。

水循環

海是水循環中重要的一部份，水會從海中蒸發，以水蒸氣的形式存在在大氣層中，之後再凝結降水（可能是以雨或是雪的形式），最後大部份又回到海中。即使是在幾乎沒降雨的阿他加馬沙漠，也會有從海上吹來的濃濕霧提供植物水份。在一些陸地上，陸地的地理特徵可能會讓一些地區的水不會經由地表流到海中。有些內流盆地（尤其是在中亞的內流盆地）會形成鹹水湖，湖水蒸發，而溶解礦物質持續的累積。裏海是最大的鹹水湖，不過因為其類似海洋的地殼，有時會視為海。其他的鹹水湖包括有大亞的鹹海以及美國西部的大鹽湖。不過這些盆地的水仍然會透過蒸發、地下水的流動以及（在長期地質時間下）因為大陸飄移而使盆地地形變化，而回到海中。

碳循環

海中有世界上最大量循環中的碳，儲存的碳僅次於岩石圈。淺海有大量的溶解有機碳，同時也有有機分子迅速的在海洋和大氣中交換。深海中總無機碳的濃度比淺海要多15%，而且會在深海中停留相當長的時間。溫鹽環流會在淺海和深海之間交換含碳物質。
含碳分子進入海中的方式是經由空氣中的二氧化碳溶入水中，轉換為碳酸、碳酸氫鹽及碳酸鹽：CO₂ (aq) + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ HCO₃⁻ + H⁺ ⇌ CO₃²⁻ + 2 H⁺。此反應會產生氫離子（H⁺），降低海洋的pH，提高其酸性。
含碳分子也可能以可溶有機碳的形式溶在河水中，進入海中，再經由行光合生物的生物轉換為其他形式的有機碳。有機碳可能是在食物鏈中交換，或是沈降到更深、有更多含碳物質的海洋底層，沈積物可能包括死去動物的軟組織，以及殼或是骨骼中的碳酸鈣，最後可能在底層長時間的流動，然後形成沈積物，或者是藉由溫鹽環流循環再回到海洋的淺層。

海洋酸化

海水是弱鹼性的，在工業革命前它的pH約為8.2。然而最近，人類活動使得大氣中二氧化碳含量持續增加；大約30-40%增加的CO₂被海洋吸收，形成碳酸並通過一個被稱為海洋酸化的過程降低海水pH（現已低於8.1）。預計到2100年，海水pH可達7.7(這意味著氫離子濃度增加三倍)，這將是長達一個世紀的顯著變化。
鈣是海洋生物骨骼系統的重要組成成分， 但是碳酸鈣在壓力的作用下會變得更加容易溶解，因此碳酸鹽貝殼和骨骼系統會在補償深度以下發生溶解。 同時，碳酸鈣也會在較低的PH值環境下變得更易溶解，因此海洋酸化可能會對具有石灰質外殼的海洋生物（例如牡蠣、蛤、海膽和珊瑚）有著深遠影響，因為他們形成外殼的能力將會減弱，碳酸鹽補償深度將更接近海面。受影響的浮游生物將包括被稱為pteropod的蝸牛樣軟體動物, 以及被稱為鈣板金藻和有孔蟲門的藻類。所有這些都是食物鏈的重要組成部分，其數量的減少將產生重大後果。在熱帶地區，珊瑚可能會受到嚴重影響，因為它將更難構造其碳酸鈣骨架， 這將對其他珊瑚礁居民產生不利影響。
在地球的地質史中，目前海洋酸化的速度似乎是空前的，這使得我們不清楚海洋生態系統能在多大程度上適應未來的變化。引起特別關注的是，海洋酸化同預期中氣候變暖和海洋缺氧事件的額外壓力的組合會如何影響海洋。

海洋生物

海洋是各種生物的棲息地。因為陽光只能透進上層的海域，實際上沒有陽光的深海佔了海洋的絕大多數。在每一個不同的區域、溫度、深度都有著獨一無二的環境，正是因為如此，孕育出了擁有高度生物多樣性的生命。從地表水到最深處的海溝，包括珊瑚礁、海藻林、海草、潮池、泥地、沙質和岩石海床及開放浮游生物界空間，是海洋生境的範圍。在海洋生存的生物從30米長的鯨，到微觀浮游植物與浮遊動物、真菌、細菌、病毒，包括最新發現的寄生於細菌內的海洋噬菌體。在碳循環中，海洋生物扮演著重要角色，因為光合生物將溶解掉的二氧化碳轉換成有機碳，對人類獲取食用魚而言在經濟上很重要。
生命可能起源於海洋，動物的所有主要群體在海洋中都有所呈現。科學家對於海洋生物出現的準確地點的問題有分歧：米勒-尤里實驗表明開放水域存在稀釋的化學「湯」，但最近的觀點有火山溫泉、細顆粒粘土沉積物或深海的「黑色煙柱」出口，這些都提供了阻隔地球大氣層早期未能阻擋的紫外線的保護。

藻類和植物

海洋初級生產者，即浮游生物中的植物以及微生物分布廣泛且多種多樣。顯微光合藻類、浮游植物貢獻的光合產量大於世界所有森林所貢獻之和。海洋中大約45％的有機物質的初級生產是由硅藻貢獻的。體型較大的藻類通常被稱為海藻，它們對於其所在地而言十分重要；馬尾藻形成漂浮物，而海帶形成海底森林。海草狀的被子植物在水淺的沙地長成「草甸」，紅樹林勾勒熱帶和亞熱帶地區的海岸線而鹽生植物在常被淹沒的鹽鹼灘中茁壯生長。所有這些棲息地能夠大量固碳，並支撐體型更大以及更小的動物的生物多樣性。
陽光只能穿透海水頂部200米（660英尺）的區域，所以植物只能在海洋的這一部分生長。海洋表層通常缺乏具有生物活性的含氮化合物。海洋氮循環由複雜的微生物轉化組成，包括固氮作用、同化、硝化作用、厭氧氨氧化和反硝化反應。這些過程中有一些在深水中發生，因而在冷水上升流或者能夠獲得從陸地來的營養物質的靠近河口三角洲的海域植物生長的更高。這意味著，最富有生產力即富含浮游生物既而也富含魚類的地區主要是沿海地區。

動物及其他生物

海里，有著比陸地廣闊的多的動物類群。並且，許多海洋生物至今仍未被發現，於科學所知的生物數每年仍在增長。許多像是海鳥，海龜，鰭足類的生物會回到陸地繁衍後代。但像魚類，鯨豚類，海蛇，等許多無脊椎動物門這樣的生物有著完全海生的生活習性。事實上，海中充滿著生命，並為這些生命提供不同的小棲息地。這眾多小棲息地的一種，海表面——如果忽略海浪的運動的話——為細菌、真菌、微藻類動物、原生生物、魚卵和各式各樣的幼蟲提供了豐富的生存環境。
遠洋地帶包括大型和小型的生物類群，無數和洋流一起漂流的微小浮游生物——魚卵、海洋無脊椎動物——總是產下數量巨大的卵。因為對於每一個胚胎來說，活到成熟的機率都小之又小。浮游生物依靠浮游植物而生。而二者共同組成了一個複雜的，包含了不同大小魚類和自游生物的食物鏈的一小部分。而它們又將被更大的管魷目動物——鯊魚、鼠海豚科動物、海豚和鯨——吃掉。有些海洋生物會做出基於季節的區域性遷移，或只是在豎直層面上移動。但始終不變的是，它們總是在晚上浮起覓食，白天潛入更為安全的海底。不只是陸地上，海里也有生物入侵的現象。而船舶可以僅通過壓載水排放，或是生物的運輸來輕鬆地引入或傳播入侵物種。
海洋底層部分供養著許多依靠底棲生物為食生存的動物，或者為它們提供躲避捕食者襲擊的庇護所。海床為生物提供了廣闊的棲息地，而海床表面之下則是生物用來適應不同條件的地方。而經常暴露在乾燥空氣之下的潮間帶則為藤壺、軟體動物和甲殼動物提供了適宜的生存場所。近海帶需要太陽光來使生命在這裡繁榮生長。在這裡，多孔動物、棘皮動物、多毛生物、海葵和無脊椎動物共同生活在藻類覆蓋的岩石之中。珊瑚生活在陽光直射的淺水區。身上經常有著光合共生體。而其豐富的鈣質骨骼互相擠壓形成了對海床有著重要意義的珊瑚礁。正是這些珊瑚礁，為礁棲生物提供了廣泛的棲息地。生物在更深的海床處變得稀少，但海洋生物在海底山附近依舊生活得很旺盛。在海底山附近，有魚和其他動物聚集在周圍產卵，覓食。在海床附近，生活著以遠洋生物或底棲無脊椎生物為食的底棲魚類。藉助於潛水器，人們得以逐漸揭開大海的神秘面紗——人們看到了生活在底部海床附近的生物，而這正是之前科學家所期盼能看到的。一些濾食性動物依賴於海洋雪生存。還有一些化能生物、細菌則聚集於撫育了許多獨特的生物群落的海底熱泉附近。其中包括雙殼類動物、海葵、藤壺、蟹及魚。沉沒在海底的死鯨能被許多生物視為食物並攝食之。這些棲息地擁有著獨特的生物群落，當中能夠發現許多生物，以及不少人類近來才記錄的微生物。

航海探索

自史前時代起，人類已開始探索海洋，最初使用筏、以中空樹幹製成的獨木舟、蘆葦船，或者樹皮製成的獨木舟。人類單地起源說大部份在陸地上發生，這也包括了現時被海分隔的地域，例如白令陸橋、日本及多格蘭。它們可以在陸橋或末次冰期時的堅冰上通行。但是佛羅勒斯人侏儒很可能需要由巽他古陸越過19公里（12英里）闊的薩佩海峽才能到達科莫多島。同時，雖然確切細節還未確定，澳洲的祖先澳大利亞原住民在數萬年前必須越過更寬闊的深海華萊士線到近大洋洲區域。 與早期的理論不同，現代海底測深學表示即使最早期的菲律賓移民點也需要民都洛海峽或錫布圖水道越過深海。
公元前六千年，Ortoiroid的狩獵採集者開始從委內瑞拉的奧里諾科河散布到加勒比。大約在同一時間，美索不達米亞人使用瀝青為蘆葦船及後來的桅帆船來填縫。在大約公元前二千四百年，印度河流域文明的洛塔是已知最早聲稱擁有船塢的文明。直到公元前2000年，在台灣的南島民族開始擴展到海洋東南亞。公元前1300年至900年，南島「拉皮塔」人展示了在導航上的重大專長，觸及的地域由俾斯麥群島至到斐濟、東加及薩摩亞。他們的後人在玻里尼西亞導航時使用外伸獨木舟在數個小島之間持續航行了數千里。 在公元500年前，巽他群島的南島民族落戶在非洲東南偏東的馬達加斯加。玻里尼西亞人在公元800年之前落戶夏威夷群島，在公元1200年落戶復活節島，短期後落戶在紐西蘭。 埃及法老尼科二世開展了運河的建設，最終在大約公元前600年連繫了地中海及紅海。希羅多德記錄了埃及人聲稱他委託了進行為期3年的考察，由紅海的 阿爾西諾到尼羅河三角洲環遊了非洲。大約公元前500年，迦太基人航海家漢諾的大西洋之旅最少到達了塞內加爾，有可能到達了喀麥隆火山，並留下仔細的航海記錄。馬賽人皮西亞斯在大約公元前325年探索了大不列顛島周圍的海洋。公元前3世紀，宏偉的亞歷山大燈塔稱為古代世界七大奇蹟之一。在第二世紀，亞歷山大港的克勞狄烏斯·托勒密使用了「幸運群島」上面的本初子午線測繪舊世界的地圖，包括遠至泰國灣的細節，在修改後成為了地理學指南被哥倫布航行時使用。
在維京時期，維京人使用了瓦疊方法建造維京船，並拓殖了冰島，格陵蘭，加拿大及基輔羅斯。第一世紀中國論衡描述的"司南之杓"是最先的指南針形式。然而，它使用在航海的第一項證明時候是1115年由朱彧著作的《萍洲可談》。歐洲首次提及指南針是1190年亞歷山大·納肯寫作的《論器具》，它記錄了水手使用指南針。緯度（以赤道0°，至北極點及南極為 90°的範圍來表示船的位置）可以通過測斜儀來確定，包括星盤、六分儀及十字測天儀。它們量度了水平線及太陽或月球等天體之間的角度。事實證明了準確確定經度（船相對於某固定點的東或西位置）困難很多。
在十五世紀，歐洲西部的水手—一開始是葡萄牙人—發起了更長的地理大發現航行。 1473年， Lopes Gonçalves穿過赤道，由此反駁了亞里士多德提出的一個火環會阻止人們探索南半球的觀念。在1487年，巴爾托洛梅烏·迪亞士繞過好望角；1498年，瓦斯科·達伽馬到達馬林迪，在當地，一個本地水手向他展示如何跟隨季風到達印度。1492年，因為對地球半徑的錯誤的估計，熱那亞人克里斯多福·哥倫布從加的斯航行去到加那利群島，試圖從那裡開拓一條從西班牙出發經過大西洋到達東方的航線。事實上，他登陸在了加勒比海的一個小島上。結果導致了「哥倫布大交換」，把馬鈴薯、玉米和辣椒帶到了舊世界，同時也使美洲原住民感染上了天花並在其中流行。人口的減少為西班牙在美洲殖民並廣泛採用黑奴種植菸草、糖、染料和棉花牟取暴利創造了條件。1519年，胡安·塞巴斯蒂安·埃爾卡諾完成西班牙的麥哲倫的環遊世界的探險。 這些以及其他一些航行使得歐洲的地圖達到了以前完全不可能達到的精度。1538年，傑拉杜斯·麥卡托設計了一種地圖投影方式，方便地保持了方位線（羅盤方位線）的筆直。 在北冰洋，1594年，荷蘭的一個艦長威廉·巴倫支到達斯瓦爾巴和巴倫支海。同時，1675年，在南邊，Anthony de la Roché穿過南極幅合帶，之後，1820年三個相互獨立的探險家—一個英國人、一個美國人和一個俄羅斯人—同時發現了南極洲。 並不是所有的發現之旅都啟程於歐洲西部。儘管俄羅斯海岸的準確海圖到18世紀才被繪製出，並且北地群島1910年才被發現， 諾夫哥羅德人早已在13世紀開始在白海航行。雖然長期閉關鎖國，但中國在宋元兩朝曾有過短暫的開放。15世紀初期，鄭和的寶船艦隊曾多次攜帶37000人和317艘船從明出發航行，最遠到達非洲海岸。 然而，中國的出海探索馬上又迅速減少並最終被禁。東亞的人們是從利瑪竇的地圖得知其他大洲的真實形狀的。
與此同時，經度的確定仍需要近似和猜測：真正的經度計算需要一個準確的時鐘以比較中午時分船上以及一個定點的準確時間，譬如格林尼治的子午線。 英國的經度測量獎在1773年頒給了自學成才的約翰·哈里森以表彰他在1761年發明了海上用表。詹姆斯·庫克在他的第二、三次航行中使用了此表的一個複製品（即探索太平洋和俄羅斯、法國、荷蘭和美國官方授意探索的兩次）。1850年，橫貫英吉利海峽的電報線完工，隨後英國電報系統所有的電報線都被連接起來，導致人們對深海產生了極大的興趣。早期的理論認為沒有生命可以生活在300噚（550公尺或1,800英尺）以下的深海，這個理論在1860年連接地中海線時被推翻，海平面下四倍深的地方還是可以打撈出許多海洋生物。 麥可·薩斯在挪威的峽灣所發現的深海「活化石」推動了英國1870年代包括挑戰者號遠征在內的努力，由此建立了現代海洋學的基本框架。1878年到1890年，SS Vega成功穿過了東北水道並首次環繞歐亞大陸。1890年代中期，弗里喬夫·南森搭乘一艘特別設計的船通過了北部的浮冰，提出北冰洋是一片開放海域。1898和1899年兩年間，卡羅·純提出，有許多新的生命形式生活在南大西洋海面4,000米（13,000英尺）以下的深處，並對此進行了研究。
在20世紀，1906年，果阿號成為了第一艘通過西北航道的船隻。1921年，位於摩納哥的國際航道測量組織 開始籌備進行海床的量測及製圖。從1924年起，Discovery Investigations 開始研究鯨魚並且畫了南極洲周圍海床的地圖。 1930年，深海調查用球形潛水裝置透過了一條纜繩下潛到434公尺（1,424英尺）深。在1940年代，雅克-伊夫·庫斯托協助開發了第一個成功的水下呼吸裝置並且將潛水活動普及化。冷戰和鑽探也讓人類對深海的研究更上一層樓，到了1960年，搭載自供電系統的深海探測器的里雅斯特號運載船內人員潛入馬里亞納海溝10,915米（35,810英尺）處深入探索。 而一個穿著常壓潛水裝的美國海軍潛水員於2006年抵達了海平面之下2,000英尺（610公尺）。
如今，全球定位系統（GPS）使用廣義相對論來計算傳送訊息的時間點和地點，再加上三十幾顆衛星，船隻可以準確地在全世界航行，不出差錯。 現今進行的海洋學研究包括了海洋生物、保育、海洋生態、海洋化學、氣候變動模式、海空邊界、天氣規律、海洋資源、再生能源、浪與洋流和新型深海探索工具或科技的設計與開發。研究人員以人造衛星為基礎的遙感技術 觀測表層海水，以研究船、固定式觀測站與自動水下探測器來研究及監測海洋的每一部份。

貿易

當蘇美爾文明與印度河流域文明相連，早期人類文明就已開始從事水上貿易。大約公元前2000世紀，克里特島上的米諾斯人確立了最早的制海權，一個極大程度上依靠的貿易和海軍實力的沿海帝國。腓尼基城邦和古希臘城邦在公元前1200世紀取代了米諾斯人，最終建立了從亞速海至索維拉的廣闊古代殖民地。在羅馬帝國時期，商貿也一如既往地繁榮。在公元前一世紀，遊牧民族的入侵中斷了印度獲得西伯利亞黃金，使得印度開啟了前往馬來西亞和印度尼西亞的海上航線，也使得首次接觸到印度教和穆斯林商人。隨著羅馬帝國的衰落，歐洲大陸的貿易規模縮小，但仍在世界的其他角落繁榮興旺。當時的泰米爾朱羅王朝憑藉貿易與唐朝、爪哇三佛齊，西面的阿拔斯王朝繁地來往。隨著阿拉伯人不斷地東征西討，他們逐漸占領了印度洋的海上貿易，也將伊斯蘭教沿著東非洲沿岸，最終傳播至東南亞。地理大發現主要的影響是將世界的區域貿易網絡統一為單一的世界性市場，主要由歐洲各君主、阿姆斯特丹和倫敦的商人及其他大西洋港口推動而成。從16世紀到19世紀，大約1.3億人口通過船運，被賣到大西洋對岸的美洲當奴隸。黑爾斯獎的設立就是為了獎勵最短時間內穿越大西洋的商業航線，1952年，美國號郵輪獲得了當時3天10小時40分鐘的最快記錄。
如今，大批的商品通過海路運輸，尤其是橫跨大西洋地區和環太平洋地區。主要的貿易航線是從直布羅陀海峽以及馬六甲海峽跨越地中海和蘇伊士運河到達印度海，還有許多貿易航線也會通過英吉利海峽。船運航線指的是貨輪在公海上的航線，習慣上是利用信風和氣流運輸。世界上百分之60以上的貨櫃運輸是由最主要20條航線完成的。 從2007年開始，北極冰川不斷融化，使得去往西北航道的船隻在夏季的一段時間裡，可以繞開蘇伊士運河或巴拿馬運河的較長路線。運輸方式通過空運補充，這是一個更昂貴的運輸方法，大多數用於極其貴重貨物和易腐貨物。海上貿易每年至少承載了4億美元價值的貨物。
海運貿易的貨物通常分為兩種：大宗貨物和雜貨（又稱普通貨物），這種大部分現在已經通過貨櫃運輸。商品是液體、粉末或碎木料通常零散地放在散貨船的貨艙中，連同油、穀物、煤炭、礦石、廢金屬和沙石一起。雜貨通常是產成品，並且以包裹的形式運輸，堆在棧板上。在1950年貨櫃發明之前，這些貨物都是零碎地裝載、運輸、卸貨。 使用貨櫃極大程度低高了運輸效率也減少了移動成本，如今，大多數貨物以統一大小，封閉地貨櫃運輸，並裝載在配有特定用途的貨櫃船上。 貨運代理公司負責登記貨物，安排提取和運輸，以及管理證明文件。 運輸安全由國際海事組織管理，1959年在倫敦總部首次發起召集。監管對象包括了發展與維繫運輸、海上安全、環境問題、法律事務、技術協作和海事保全的監管框架。

捕魚

四萬年以前，位於東亞的人們已大量捕食淡水魚。舊石器時代的人們普遍使用有刺的魚叉於沿岸捕魚（魚叉獵魚）。西元前2500年，可捕魚的魚池以圍繞蘇美爾的寺廟，西元前五世紀的中國古代典籍中，記錄著中國最早致力於養殖漁業的商人——范蠡 。於西元一世紀左右殘存的卡剌克斯的伊希多爾發現一份帕提亞史料，描述當地人透過自由潛水於波斯灣捕珍珠，
有一份一世紀帕提亞人旅程的片段記載，其中提到當地人會在波斯灣以自由潛水的方式來採集珍珠，而奧皮安在第二世紀的《Halieutics》也提到希臘及羅馬人的四種捕魚方式：魚鉤和魚線、漁網、梁及三叉。傳統漁船一開始是在近海航行，但在中世紀後期及近世起開始在公海上捕魚（特別是捕撈鱈魚），這對北歐、新英格蘭及加拿大的經濟及海軍發展都相當的重要。北海沿岸的過度捕魚帶動了像Brixham拖網漁船的發展，並且也帶動了可用作是延繩捕魚船隻母船的單拖網漁船的發展，由於19世紀鐵路運輸、製罐及製冷技術的發展，漁業開始成為羽翼豐滿的產業。世界大戰時聲納的發展後來演變成魚群探測儀，而在1950年代時大型工廠船在一個小時捕獲及處理好的漁獲量已是以往單拖漁船一季的收獲量。1960年代大西洋及太平洋的漁獲量已接近其最大收獲量。1950年代的野生漁業漁獲量為每年1800萬公噸（2000萬噸），到1980年代末期已有每年8500萬公噸（9350萬噸），之後漁獲量大致維持穩定。中國大陸改革開放後，漁獲量大幅成長，從1961年佔全世界的7%到2010年佔全世界的35%。魚類數量動態的科學研究以及以往共享水域的國有化都有助於改善過度捕撈的情形，不過因為現代商業捕魚的成功，已針對過度捕撈有其他重要的改善措施：大西洋西北部鱈魚產業已降到其歷史漁獲量的1%，已要求加拿大在1992年完全暫停執行，中國大陸在2000年起強制進行野生漁業零成長的政策，讓產業轉向水產養殖業。中國大陸每年有固定幾個月禁止各國在南海海域捕魚，不過也受到南海鄰近國家的抗議。
截至2006年為止，全世界約有4350萬人是以捕魚或是水產養殖業為生，其中有85.5%住在亞洲。漁民佔 ³⁄₄，其餘的則是水產養殖。2012年時的世界魚類產量統計包括了魚、甲殼類、軟體動物及其他水生動物，總計1.58億公噸（1.74億短噸），其中有9130萬公噸（1億短噸）是野生捕撈的。若不考慮產量強烈受到厄爾尼諾現象影響的秘魯鯷產量，整體的產量趨勢仍然在成長，不過成長是因為淺水水產養殖及海水養殖，而不是因為野生捕撈量的成長。依照聯合國海洋法公約，各國可以在其海域專屬經濟區中漁獲量最豐富的地區，訂定漁獲配額以及其他管理制度，約佔全年漁獲量的87%。結果相當的戲劇性，在第一次世界大戰捕魚較少的時候，北海1919年的漁獲量是1913年的二倍，有時則少很多。二十年下來，紐芬蘭大淺灘的鱈魚產量只有其最大產量的10%。目前最常捕撈上岸的魚類包括鯡魚、鱈魚、鯷科、鮪魚、比目魚、鯔形目、魷魚及鮭魚。其中許多魚類（也包括大型捕食性魚類）仍遠低於歷史水平。
在海上捕魚的船隻已經超過了300萬隻。現代的漁船包括只有少數船員的拖網漁船、尾拖網漁船（stern trawlers）、圍網漁船（purse seiners）、，以及設計停留在海上數週，製造及冷凍大型魚貨的大型工廠船。捕魚的設備包括圍網、其他漁網、拖網、流刺網及延繩。聯合國糧食及農業組織鼓勵各地發展其地區性漁業，有助於促進沿海居民的糧食安全，也有助於對抗貧窮。
海洋牧場於2010年共生產了7,900萬公噸（8,700萬短噸）的食物及非食物產品，其中中包括野生物種，約養殖了600種植物及動物，部分用於培育野生物種。養殖的動物包括魚、水生爬行動物、甲殼類動物、軟體動物、海參、海膽、海鞘及水母。。綜合海水養殖的好處包括有穩定的浮游生物來源，而且動物的廢棄物會自然清除，若是一些廢棄物可能會造成損害的情形，可以使用綜合多物種海水養殖，例如養殖鮭魚時同時養殖貝類，鮭魚的排泄物即為貝類的食物來源。海水養殖有許多不同的方式，有鰭魚類的網罩可以懸掛在外海，網箱則較常用在較受保護的水域，也可以放在漲潮時海水會流進的池塘中，海蝦養殖會在有連接外海的淺水池中養殖。掛在水中的繩索可以生長藻類，牡蠣和貽貝。牡蠣則是在托盤上或是網狀管上飼養。海參是在海底養殖。緬因州有海螯蝦的圈養育種計劃，作法是將幼體放置在海中，因此使海螯蝦的收獲量增加。人類食用的藻類超過145種，包括紅藻、綠藻、褐藻等，在日本及其他亞洲國家有悠久的養殖歷史，藻類養殖仍具有相當潛力。少數海洋開花植物供食用，如海蓬子，能夠生食或經烹飪。因水產養殖多為養殖單一物種，面臨廣泛傳染疾病的風險。如1990年代中國養殖櫛孔扇貝、明蝦受大規模疾病影響，而必須更換養殖物種。 海蝦養殖也造成東南亞地區重要的紅樹林遭破壞。

法律

自古代開始，基於海上航行的不確定性，海域被視為一個獨特的司法管轄權，海事法是用以規範海上爭議及海上犯罪的國家法律。羅德法、羅馬法、拜占庭法、特拉尼法及阿瑪菲法等為法國、熱那亞及漢薩同盟的海事法所繼受，英格蘭則建立了首個海事法院，不同於英國傳統上普通法系，該海事法院較接近歐陸法系，英法北美戰爭期間，該法院被尋隙濫用，最終導致美國革命 。美國透過憲法再次引入海事法，但程序上採取較多陪審制。
海洋法為規範海上爭議及海上犯罪的國際法。過去帝國如羅馬帝國、中國長期主張普遍管轄權；於中世紀時，義大利的海上共和國諸如威尼斯、熱那亞承認競爭者的主權，但能主張交通上的閉海權利 。葡萄牙及西班牙則主張對地理大發現新發現的海洋及陸地具類似權利，教宗支持該主張，則為宗教戰爭爆發的原因之一；荷蘭東印度公司為防範猖獗的海盜行為，於1609年聘用法學家胡果·格老秀斯，其著作《海洋自由論》，贊同公海自由原則，最終獲得共識，而領海則延伸至陸基加農炮的射程範圍，即3海里 （5,556米或18,228英尺），該範圍以外則為公海。美國總統伍德羅·威爾遜主張維護公海自由原則而參與第一次世界大戰並納入十四點和平原則；然而美國總統杜魯門於1945年單方主張對美國大陸架的石油蘊藏具管轄權，對該原則產生重大挑戰。三次聯合國聯合國海洋法會議則重新形塑海洋法，但美國美國未批准聯合國海洋法公約並未批准該條約，而是透過總統令採納該條約。
聯合國海洋法公約（UNCLOS）於1982年簽署，1994年生效，公約宣示「公海對所有國家開放，不論係沿海國或內陸國」，並例示各國具航行、飛越、鋪設海底電纜、建造人工島、捕魚及科學研究等自由。公約延伸領海範圍由領海基線起算12海里（22.2 km或13.8 mi），領海基線通常等同低潮線；沿岸國於領海享有管轄權，而他國船隻則享有無害通過、過境通行等權利。而"內水"則為基線向陸的區域，主權國家對內水有完全管轄權。「臨接海域」則為領海外側至基線起算24海里區域，允許主權國家對違反海關、稅務、移民、汙染之船舶進行緊追。「專屬經濟區」（EEZ）係自基線起算200海里（370 km或230 mi）之範圍，所屬國家具一切利用海洋生物及礦物權利。法律上，「大陸礁層」為大陸邊外緣（海水深度200米或660英尺以內）的海底區域或基線起算200海里範圍，以較高者為準，所屬國家得利用海床及底土中之海洋生物及礦物。
船舶航行途經可能多個時區，故於1920年代提出航海時間，於公海上使用，每個時區跨越15個經度，若向東行，每過一個時區調快一小時。

戰爭

隨著艦隊協同作戰發展，具備登陸力量，海戰對沿海國家的防禦或征服至關重要，西元前1210年西臺蘇庇路里烏瑪二世燒毀賽普勒斯艦隊為史上第一場海戰。不久後，海上民族的艦隊橫掃了整個東地中海，納瓦林至加薩一帶的沿海城市經過約50年間的入侵，接近全數遭到破壞。隨著帝國擴張，陸上補給已不足以維持，所以破壞補給艦隊成為有效的戰術。西元前480年的薩拉米斯戰役為波希戰爭的轉捩點，並非因其固有的作戰能力（雖然這也是一方面原因），而是受益於地米斯托克利的欺敵及優越的戰術，使雅典人能夠切斷波斯人的海上補給，並破壞橫跨達達尼爾海峽的浮橋，進一步截斷波斯人的撤退路線。於木造船時代，維持龐大艦隊為一大負擔且易受惡劣天氣損壞船隻，西元1274年及1281年蒙古帝國入侵日本時，遭遇神風而遭到重大損失。
海盜在古代奇里乞亞及中國均屬非法，但也有國家背後給予支持的如克里特海盜、維京海盜、日本海盜、英國海盜及巴巴裏海盜，海盜問題至今仍存在，而需保護商船安全或進行大範圍海岸巡邏。
古代世界除薩拉米斯戰役外，亞克興角戰役亦為大規模海戰，該戰役為奧古斯都建立羅馬帝國的轉捩點；於近代，重要海戰包括1588年英國艦隊戰勝西班牙無敵艦隊及1805年英國艦隊於特拉法加海戰戰勝西班牙、法國聯合艦隊。
隨著蒸汽機技術的發展，人們得以大量生產鋼板、彈藥，促使19世紀歐洲國家對新帝國主義的實踐，強行打開非洲、中國、韓國及日本市場，以促成貿易上的有利條件。雖然內部政治因素阻礙了中國的現代化，但美國海上力量介入促使日本進行大規模改革，並於1905年對馬海峽海戰取得成果，從而日本得以打敗俄羅斯。最初海軍大國著重於建造大型無畏艦及戰艦，但在第一次世界大戰中未能取得決定性戰果 ，相對便宜的德國U型潛艇於戰爭中展現潛艇能夠在甚至是地方的海域也能重創敵方水面艦隊的優勢。 盟軍藉由護航、密碼破譯及反潛作戰等作戰方式取得第二次世界大戰大西洋海戰的決定性勝利，隨著應用物理學發展，1960年代核動力彈道飛彈潛艇定期巡航成為二次打擊力量，用以實施核反擊。第二次世界大戰在地中海及太平洋戰場的經驗顯示空中力量能有效打擊最強大的戰艦。

旅行

以小型私人船隻為個人交通工具無疑可以追溯到史前階段，但能夠勇敢開拓海洋的大型船舶在大多數人類歷史上通常專門用於貿易或捕魚。即使是軍事運動也常常只是僱傭或指揮這些私人船隊作為部隊運輸，交易員，朝聖者和富有的古代和中世紀的遊客。探險和殖民化航程的資金通常由王權從海軍基金提供;而運輸則不同，他們通常得到特許或者進行購買，然後在初始結算後用於運輸供應。在16和17世紀，有專用且定期的本地客運服務，但1817的（Black Ball）黑球是第一個跨大西洋客運線。在航海時代，這種航程的持續時間很大程度上取決於盛行風和天氣。18世紀的馬蓋特侯爵在英國和愛爾蘭開始休閒旅遊的普及，後來他在下個世紀與托馬斯·庫克的旅行團合作。在19世紀，蒸汽驅動的遠洋客輪連接了世界的鐵路網絡。到1900年，橫渡大西洋大約需要五天，客運線競爭贏得藍絲帶獎，這是一個非正式的榮譽，給予最快的班輪定期服務。從1909年的二十年，平均速度26.06節（48.26公里/小時）的茅利塔尼亞號贏得此獎。 這個時代更快更便宜的洲際航班得以實現，最重要的是1958年紐約——巴黎航線
海上仍然是娛樂划船和大型遊輪的場所。它也是難民和經濟移民的一條路線，一些人使用經不住海上風浪的小艇，一些人選擇偷渡。 這些人中有的是為了逃離迫害，而許多人是為了到達他們心中前景更加光明的國家，也就是經濟移民。

休閒活動

自19世紀起，人們開始懂得利用海域進行休閒娛樂活動，而在二十世紀更是蓬勃發展。 海域休閒娛樂活動的種類十分廣泛，包含自由航行、遊艇駕駛、離岸動力船舶競賽和休閒娛樂海釣；也包含商業規劃的郵輪巡航；以及一些類似透過小型船舶載運的生態旅遊，例如賞鯨和賞海鳥活動等。
人們喜愛於海中探險：當其他人在游泳或在沙灘上休息時，孩子們可以在淺海中划水潑水。18世紀的歐洲，威廉·巴肯提倡通過海浴這種鍛鍊方式保持身體健康。在海浴成為一種時尚之後，孩子們划水的場景就不特別常見了。 衝浪是一種衝浪者駕馭在浪上（無論是否使用衝浪板）的運動。其它的水面運動還包括風箏衝浪：一種動力風箏驅動水面上載人板的運動；滑浪風帆則是透過固定動力的可操作性的航行活動； 滑水則是透過動力船舶的拖拉來進行滑水。
在水面以下的地方，自由潛水必要地被限制在淺水區域。珍珠獵手則會按照傳統的方式，將油塗抹在他們的皮膚上，將棉花放在耳朵中，用夾子夾上鼻子，帶著籃子下潛到40英尺（12米）的深度來收集珍珠貝。人眼不適應在水下工作，但通過潛水面鏡，人能夠提高在水下的視力。其它游泳的裝備也包括蛙鞋和浮潛。 水肺潛水設備則使水下呼吸變得可能，使人能夠在水下活動數小時。潛水者所能達到的深度與能待在水下的時間，被潛水者所受的壓力的增長和回到水面後發生的減壓症的預防需要的限制。休閒潛水者被建議在100英尺（30公尺）的深度以下進行淺水，氮醉的風險會隨著下潛深度的上升而上升。通過特殊的裝備與訓練，深海潛水也變得可能。

發電

海洋蘊藏大量且不同種類的能量，例如：海浪、潮汐變化、鹽度差異、海水溫差等，都能經過有效設計與利用進而來發電。 這類再生能源或綠能包含：潮汐能、海流能、海水鹽差能、海水溫差（能）與波浪能等等。
潮汐能電廠是利用漲退潮的潮差來發電，有時也會利用築水壩（又稱潮汐堰壩）儲存水，而發電時製造勢能差來發電。全世界第一個啟用的潮汐能電廠：為1967年啟用的法國蘭斯攔水壩，長度約1公里長（約0.62英哩），位於布列塔尼半島的聖馬洛附近，其上的潮汐能發電廠每年可產生0.5兆瓦的電能，但後續也有類似蘭斯攔河壩的計劃。
能夠提供高度且有效的波浪能，同時也存在著（機組）被波浪能撞擊與破壞的問題，製造能夠負擔且可靠度高的波浪發電機組待開發與改進。目前世界上有一個可產生2兆瓦電能的商業波浪能電廠，名為魚鷹（Osprey）電廠，1995年進造於北蘇格蘭，離岸約300公尺（約1000英呎）。然而，目前此波浪能電廠將因長期波浪拍打、風暴而已近於毀損狀態。海流能可以有效提供近海人口稠密區域的部分電能需求。原則上, 利用潮汐流發電機，海床將也可被使用，但海床的使用將受限於機組，通常海洋深度約40公尺（130英呎）以內可建立。
離岸風力發電是將風力發動機建在海上，好處為通常海上的風力會高於陸上的風力，因此建立風力發電廠通常會選址於離岸的區域。 全世界第一個離岸風力發電廠於1991年建立於丹麥，且歐洲的離岸風力電廠裝置容量，預計2010年可達生產3兆瓦電能的目標。
另外，發電廠通常會建立於於海岸邊或河口旁，如此便可將海洋或河川等水體，當成其發電機組之散熱設施。若協助發電機組散熱之水體溫度越低，則能夠使機組更有發電的效率，尤其對於核電廠而言，良好散熱能力為最重要因素之一。

採掘業

在海床下的岩石大量的petroleum (as oil and natural gas)。原油或燃氣由石油平台及鑽機抽取及儲存，稍後被運輸到陸地。基於遙距及嚴酷的環境，離岸石油及燃氣開採具有困難性。在海洋抽取原油對環境會做成衝擊。勘探藏量時產生的地震波可令動物迷失方向，很可能是鯨魚擱淺的原因。汞、鉛和砷等有毒物質可能被釋放到海洋。開採設施也可能會因為受損而原油洩漏。
大海保存了大量很有價值的溶解礦物。最重要， 海鹽為了食用及工業用途自史前時代已開始在淺池塘透過陽光蒸發而採集。從土地中過濾而積累起來的溴在死海成本低廉地回收，蘊量在55,000(ppm)。其他在海床上或海床內的礦物質可透過疏浚開發。
比起在陸地開採，擁有裝設備可在特定造船廠建造及基礎設施成本較低的優點。缺點包括海浪和潮汐做成的問題，挖掘傾向造成淤積，以及棄土堆被沖走。有侵蝕海岸和傷害環境的風險 。硫化物沉積物是銀、金、銅、鉛、鋅及微量金屬的潛在來源，只在20世紀60年代才被發現。它們在地溫梯度 過熱的水從深海熱泉噴射出來時形成，接觸深海的冷水後礦物質沉澱並沉積在噴射口外面。這些礦石質素很高，但目前開採的成本非常高。在巴布亞紐幾內亞的海岸已發展使用機器人技術進行小規模的深海海底開採，但是障礙重重。
海水淡化是從海水中移除鹽份留下適合飲用與灌溉的清水的技術。海水淡化2個處理方法，真空蒸餾及逆滲透，並會消耗大量的能量。脫鹽一般只在其他水源供應不足或在發電廠產生過量熱能情況下能源充沛下才會使用。生產的副產品鹽水包含一些有毒物質，被排出回海裡。
海床上和海洋沉積物內存有大量的甲烷水合物處於大約2 °C（36 °F）的溫度，這些有利於作為一種潛在的能量來源。一些人估計可用的數量有5百萬立方公里。同時海床上有錳結核，由多層的鐵、錳及其他在核心的氫氧化物組成。在太平洋這些可能覆蓋多達30%的海海海底。這些礦物在海水中沉澱，並非常緩慢地增長。從中的商業開採鎳在20世紀70年代發明，得因為有更方便的來源而放棄。在適合的地方，鑽石在海底透過抽吸軟管抽取礫石來收集。在更深水的地方則使用流動海底挖掘機，並把沉積物泵送到上方的船隻。在納米比亞現時鑽石從海洋開採比陸上常規方法收集的更多。

污染

人類活動導致大量物質進入海洋中，燃燒產物通過空氣運輸並經沉積進入海洋，農業、工業及污水將重金屬、農藥、PCBs、消毒劑、清潔劑和其他化學合成物通過河流運輸進入海洋。這些物質在海洋表面膜和海洋沉積物——特別是在河口泥中聚集，這些污染物所導致的後果其實在很大程度上仍未知因為其涉及的污染物質數量眾多並且目前缺乏這些污染物質的生物效應信息。
重金屬主要是銅、鉛、汞、鎘和鋅，這些重金屬會在海洋無脊椎動物積累然後通過生物鏈往上層生物傳遞。
農業地區的肥料滲漏是一些地區主要的污染源，未經處理的污水排放也有相似的影響。這些污染源中所含的過多的養分除了會造成土地的富營養化外，因為養分通常是海洋系統的限制因素，所以這些過多的養分也會造成藻類的過渡繁衍（稱為水華或藻華）及赤潮，這樣會使海水中的含氧量降低以致海洋生物死亡。這種效應已經造成了波羅的海和墨西哥灣的生態盲區。部分水華是由於藍綠藻（藍細菌）造成，這些藍細菌會使濾食性貝類帶有毒性從而使一些以貝類為主要食物來源的動物——如海獺受到傷害。
核設施同樣會造成污染，如愛爾蘭海就因塞拉菲爾德核燃料處理廠造成放射性銫-137污染，另外核事故也會造成放射性物質滲透入海洋——2011年的福島核事故。
廢物（包括石油、有毒液體、污水和垃圾）向海洋的排放是受國際法所規管的，《防止傾倒廢棄物及其他物質污染海洋的公約》（簡稱1972倫敦公約）是一項為控制廢棄物海洋傾倒的聯合國協議，截至2012年6月8日已有89個國家批准加入該項公約。防止船舶污染國際公約（簡稱MARPOL 73/78）是國際海事組織為控制海上船隻對海洋污染行為的國際公約，截至2013年5月已有152個海洋國家批准加入該項公約。
海洋上大部分的漂浮塑料垃圾並不會進行生物降解，即並不會隨著時間分解並最終降解到分子水平，一些剛性塑料可以在海上漂浮多年。在北太平洋環流中部，有一個永久的太平洋垃圾帶累積了大量的漂浮塑料廢物，在北大西洋環流中也有個類似的垃圾帶。一些以海洋為覓食帶的海鳥，如信天翁和海燕等，常會誤將人類產生的污染漂浮物當作食物並在其消化系統中因不能被消化而積聚，最終導致死亡，一些海龜和鯨魚的胃中也會常發現有塑膠袋和魚線。而較小的微型塑料可能會下沉從而危及在海床上的濾食性海洋生物。
海洋中大部分的石油污染是來自於城市和工業製造。石油污染對海洋生物的危害巨大，油性物質會使海鳥的羽毛阻塞從而降低羽毛的保暖性和隔水性並減少海鳥的浮力，或當海鳥嘗試清理羽毛中的油性物質時會被攝入。雖然海洋哺乳動物受石油污染影響的程度沒有海鳥所受的程度嚴重，但是它們也會可能因為清理皮毛上的油性物質而使皮毛的保暖性降低造成體溫過低，或被這些石油污染物導致失明、脫水或中毒。而當油性物質下沉時，底棲無脊椎動物會被淹沒，魚類會中毒，海洋生物鏈會被破壞。短期來說，石油泄漏會導致海洋生物數量減少和種群失衡、人類的休閒活動會受影響、依賴海洋的人的生計被破壞。所幸是海洋環境有著自我清潔的特性，清理海洋油污的細菌隨著時間的推移自然出現，在墨西哥灣已經出現了以油污為食的細菌，這些細菌只花了幾天的時間就把該區域泄漏的油污清理完。

海上民族

一些在海洋東南亞的遊牧民族土著族群居住在船艇上，並從海裡獲得幾乎所需要的全部東西。莫肯人位在泰國的海岸、緬甸及安達曼海的島嶼。巴瑤族源自蘇祿群島、棉蘭老島及婆羅洲北面。一些吉普賽人精於自由潛水，能夠下潛到30米（98英尺）水深，然而他們習慣於較安定的陸上生活。
北極的土著人民，例如楚科奇人、因紐特人、Inuit 原住民族及尤皮克人會捕擸海洋哺乳動物，包括海豹和鯨魚。托雷斯海峽島民聲稱擁有大堡礁的所有權，他們在島嶼上以傳統方式生活，包括狩獵，釣魚，種植和與在附近的巴布亞紐幾內亞人和澳洲人交易。

與大海有關的文化

在大眾文化中，海的角色是十分矛盾的：既強大又安祥，美麗而又危險。在神話、宗教、文學、藝術、詩歌、電影、戲劇和音樂中，其都扮演了一定的角色。古人相信，大海是受到水神所控制的，故在發生各種與海有關的災難時，需用各種方法使水神的負面情緒平息。不同文化的水神各有不同，例如《聖經》中的利維坦、希臘神話的斯庫拉、日本神話的磯龍捲、以及北歐神話的挪威海怪。大海亦常見出現於基督教意像中，耶穌的使徒當中，就有幾個原在加利利海工作的漁民。
在藝術此一領域中，人們對大海及與海有關的船隻和生物的描繪多不勝數，從簡單的像法國萊塞齊耶德泰阿克-西勒伊的洞穴壁畫或早期基督教藝術中的耶穌魚，以至稍微複雜一點的則有荷蘭畫家亨德里克·弗魯姆的作品，甚至複雜得像葛飾北齋的浮世繪及溫斯洛·霍默所繪畫的海景。荷蘭黃金時期的畫家如揚·波賽利斯、亨德里克·杜博思、威廉·范德維德父與子和盧多爾夫·巴克赫伊森都曾在他們的作品中讚美過海洋以及軍力巔峰時的荷蘭皇家海軍。
音樂也從海洋中獲得了許多靈感。平靜的水面、洶湧的波浪和海上的風暴，這些意象都被水手們吟唱在船夫號子中，來幫助他們在艱難的任務中協調步調。與海相關的古典音樂有理察·華格納的《漂泊的荷蘭人》、克洛德·德彪西的《海》（1903-1905年）、查爾斯·維利爾斯·斯坦福的《海洋之歌》（1904年）和《艦隊之歌》（1910年）、愛德華·埃爾加的《海景》（1899年）及雷夫·佛漢·威廉斯的《海之交響曲》（1903-1909年）。
海，作為一個象徵，幾個世紀以來一直在文學和詩歌中反覆出現。有時，它只是一個切入背景，而且總會引入像風暴、海難、戰鬥、苦難、災難、希望的曙光亦或是死亡。在寫於公元前8世紀的史詩《奧德賽》中，荷馬描述了希臘英雄奧德修斯在《伊利亞特》中的戰爭結束後十年艱苦的返鄉航程中所經歷的諸多劫難。在日本詩人松尾芭蕉（1644–1694）的俳句詩歌中，海也是一個反覆出現的主題。在現代文學中，像赫爾曼·梅爾維爾、約瑟夫·康拉德及赫爾曼·沃克這樣的海員也創作過許多受海啟發的小說。精神病學家卡爾·榮格認為，在釋夢的時候，海象徵著個人和集體無意識。儘管地球上生命的起源仍然是個爭論中的問題，自然學家雷切爾·卡森卻還是在《我們周圍的海洋》中寫道：「生命的源頭是海洋，它孕育了種種生物，現在卻被其中一種生物的活動所威脅，這是多麼奇怪的情形啊。不過，雖然海洋環境不斷惡化，但是這片無邊的大洋仍然會繼續存在下去，實際上，生物本身才是真正的受害者。」