其次，作为一个物理系统，海洋中水—汽—冰三态的转化无时无刻不在进行，这也是在其它星球上所未发现的。海洋每年蒸发约44×108t淡水，可使大气水分10～15天完成一次更新，势必影响海水密度等诸多物理性质的分布与变化，并进而制约海水的运动以及海洋水团的形成与长消。在固结于旋转地球坐标系中来观察，海水的运动还受制于海面风应力、天体引力、重力和地球自转偏向力等。诸如此类各种因素的共同作用，必然导致海洋中的各种物理过程更趋复杂，即不仅有力学、热学等物理类型，而且也有大、中、小各种空间或时间特征尺度的过程。但是其中的运动过程，则具有特殊的重要性，因为海水无时无刻不在运动着。

　　第三，海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特点。地球海洋充满了各种各样的矛盾，如海陆分布的不均匀、海洋的连通与阻隔。海洋水平尺度之大逾数万千米，而铅直向尺度之小，平均水深只有3795m，两者差别实为悬殊。其它矛盾诸如蒸发与降水，结冰与融冰，海水的增温与降温，下沉与上升，物质的溶解与析出，沉降与悬浮，淤积与冲刷，海侵与海退，潮位的涨与落，波浪的生与消，大陆的裂离与聚合，大洋地壳的扩张与潜没，海洋生态系平衡的维系与破坏等等。它们相反而相成，共同组成了这个复杂的统一体。当然，这个统一体可以分成许多子系统，而许多子系统之间，如海洋与大气，海水与海岸、海底，海洋与生物及化学过程等等，大都有相互耦合关系，并且与全球构造运动以及某些天文因素等密切相关。这些自然过程通过各种形式的能量或物质循环，相互影响和制约，从而结合在一起构成了一个全球规模的、多层次的复杂的海洋自然系统。海洋科学的任务，就是借助现场观测、物理实验和数值实验手段，通过分析、综合、归纳、演绎及科学抽象等方法，研究这一系统的结构和功能，以便认识海洋，揭示规律，既可使之服务于人类，又能保证可持续发展。

　　海洋科学研究也有其显著的特点。首先，它明显地依赖于直接的观测。这些观测应该是在自然条件下进行长期的，且最好是周密计划的、连续的、系统而多层次的、有区域代表性的海洋考察。直接观测的资料既为实验研究和数学研究的模式提供可靠的借鉴，也可对实验和数学方法研究的结果予以验证。事实上，使用先进的研究船、测试仪器和技术设施所进行的直接观测，的确推动了海洋科学的发展。特别是20世纪60年代以来，几乎所有的重大进展都与此密切相关。

　　其次是信息论、控制论、系统论等方法在海洋科学研究中越来越显示其作用。这是因为，实施直接的海洋观测，既艰苦危险、耗资费时，且获取的信息再多，若相对于海洋整体和全局而言仍属局部和片断，据此而直接研究海洋现象、过程与动态，显然仍是远远不够的。借助于信息论、控制论、系统论的观点和方法，对已有的资料信息进行加工，通过系统功能模拟模型进行研究则是可取的，事实上也取得了较好的结果。

　　第三，学科分支细化与相互交叉、渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日趋明显。海洋科学在其发展过程中，学科分支越来越细，研究也随之愈益深入然而，越深入地研究则发现，各分支学科之间又是相互交叉渗透，彼此依存和促进的。因而，着眼于整体，从相互耦合与相互联系中去揭示整个系统的特征与规律的观点与方法论，日趋兴盛发展。现代海洋科学研究及海洋科学理论体系的整体化，已是大势所趋，普遍认同。

　　二、海洋科学的分支

　　海洋科学体系既有基础性科学，也有应用与技术研究，还包括管理与开发的研究。属于基础性科学的分支学科包括物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、环境海洋学、海气相互作用以及区域海洋学等。属于应用与技术研究的分支有卫星海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、航海海洋学、海洋声学、光学与遥感探测技术、海洋生物技术、海洋环境预报以及工程环境海洋学等。管理、开发研究方面的分支有海洋资源、海洋环境功能区划、海洋法学、海洋监测与环境评价、海洋污染治理、海域管理等。