海水中的各种溶解物质，浓度之间的比例是相对均匀的。在海水中，氮、磷、硅不仅是海洋浮游植物生长繁殖所必需的成分，也是海洋初级生产力和食物链的基础，所以海洋化学家习惯地称它们是海水中的"营养元素"。同时由于这些元素是以盐的形式存在于海水中，人们将海水中溶解着的磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和硅酸盐称为"海水营养盐"。海水中的营养盐是可以再生和循环的。

海水中溶解着大量气体。其中有些气体含量的变化是明显的，如氧和二氧化碳等，这主要是因为这些气体与海洋中的生物过程、化学过程和物理过程密切相关。氢、甲烷、一氧化碳等主要受生物活动的影响和左右，时空变化极大。惰性气体较为稳定，它们含量小，变化也不显著。放射性气体则有着自身的变化规律，其分布较复杂。

海水中还有许多有机物，据分析发现，世界大洋中的有机物以其含碳量来计算，每升海水中约含有1毫克碳，那么整个世界大洋中总有机碳约有14000亿吨。这些有机物质相当于海洋生物总量的500倍，与整个陆地上的煤、碳泥和表层0～30米深的有机碳总量差不多。