物理海洋学（英语：Physical oceanography）研究海洋与邻近之大气的各种物理性质，以及牵涉海洋所发生的各种物理现象。主要研究主题包括海流、潮汐、波浪、海水循环、海水及海底沉积物的物理性质、海水与大气间的关系等。物理海洋学是海洋学的几个子领域之一，其他包括海洋生物学、海洋化学（英语：Ocean chemistry）和海洋地质学。物理海洋学可以细分为描述性海洋学和动态物理海洋学 。描述性物理海洋学旨在通过观察和复杂数值模型研究海洋，描述尽可能精确的流体运动。动态物理海洋学则主要侧重于控制流体运动的过程，强调理论研究和数值模型。 这些与气象学共同是地球物理流体动力学（英语：Geophysical fluid dynamics）（GFD）大型领域的一部分。地球约97％的水都在海洋之中。海洋是绝大多数水汽的来源，大气中的水汽凝结，形成陆地上的降水。海洋巨大的热容缓和了地球的气候，吸收各种气体影响大气的组成 。海洋甚至透过海底变质作用影响火山岩的形成，以及隐没带产生的火山气体和岩浆。海洋的深度远大于大陆的高度; 由地球陆高海深曲线的测量表明，地球的平均海拔高度只有840米，而海洋的平均深度是3800米。 但相对于陆地，海底山脉和壕沟等极端情况比较少。海洋的面积、体积，以及平均和最大深度（不包括陆缘海）:由于世界海洋绝大多数是深水，海水平均温度较低，大约75％海洋体积的温度为0°C至-5°。相同的百分比下的海水盐度范围在34-35 ppt（3.4-3.5％）。然而，表层海水仍然有很多变化。表面温度范围可以从热带海域约35°C，到极点附近降至冰点。盐度可能在10至41 ppt（1.0-4.1％）之间变化 。温度的垂直结构可分为三个基本层，梯度低的表面混合层、梯度高的温跃层，以及深水层。在温度方面，海洋分层与纬度高度相依; 温跃层在热带地区明显，但在极地水域不存在）。海水中的卤素通常位于表面附近，蒸发会升高热带地区的盐度，极地地区则因为融冰而稀释。盐度和温度随着深度的变化改变了海水的密度，形成斜密层（英语：pycnocline）。