海水成分主要包括：
主要成分（大量、常量元素）。這些是海水中濃度大於1×10^6mg/kg的成分，包括陽離子（鈉、鉀、鈣、鎂、鍶）和陰離子（氯、硫酸根、溴、碳酸氫根、氟），以及以分子形式存在的硼酸。這些成分占海水鹽分的99.9%，被稱為保守元素，因為它們的濃度比例近似恆定，受生物活動和總鹽度變化的影響不大。需要注意的是，矽（Si）有時也存在於海水中，但其濃度受生物活動影響較大，性質不穩定，因此不被視為保守元素。
溶於海水的氣體成分。如氧、氮及惰性氣體等。
營養元素（營養鹽、生源要素）。主要是與海洋植物生長有關的元素，通常指氮（N）、磷（P）及矽（Si）。這些要素的含量經常受到植物活動的影響，對生物有重要意義。
微量元素。在海水中含量很低，但又不屬於營養元素的物質。
海水中的有機物質。如胺基酸、腐殖質、葉綠素等。
海水的化學元素絕大多數以鹽類離子的形式存在，其中氯化鈉最多，占88.6%，硫酸鹽占10.8%。海水的常量元素之間的濃度比例相對穩定。