Cách đây 4 tỉ năm, nước biển không mạn mà lại rất chua vì chứa nhiều axit. Các axit này đã tấn công vào đã của các núi lửa nguyên thủy. Muối chứa trong đá bị cuốn đi theo nước và tích tụ lại trong các đại dương. Ngày nay, 71% diện tích trái đất là nước biển, và trong 1 lít nước biển có chứa khoảng 35 gam muối các loại. Nước biển có độ mặn không đồng đều trên toàn thế giới. Mặc dù phần lớn có độ mặn nằm trong khoảng từ 3,1 đến 3,8 phần ngàn. Khi sự pha trộn với nước ngọt đổ ra từ các con sông hay gần các sông băng đang tan chảy thì nước biển nhạt hơn một cách đáng kể. Nước biển nhạt nhất có tại vịnh Phần Lan, một phần của biển Baltic. Biển mặn nhất tức là nồng độ muối cao nhất là biển đỏ, tức là biển Hồng Hải do nhiệt độ cao và sự tuần hoàn bị hạn chế đã tạo ra tỷ lệ bốc hơi cao của nước bề mặt cũng như có rất ít nước ngoài từ các sông đổ vào và lượng dáng thủy nhỏ. Độ mặn cao nhất trong các biển cô lập, nhất là biển kín như biển Chết cao hơn một cách đáng kể.  Ngoài cách giải thích như trên, ta có thể lí giải nước biển có vị mặn là do chúng chứa một lượng muối rất lớn. Tính trung bình, các đại dương trên Trái Đất chứa khoảng 3,5% thành phần là muối, tức là tương đương tổng cộng khoảng 50 triệu tỉ tấn muối. Nếu bạn rải toàn bộ muối này lên đất liên, chúng đủ để tạo ra một lớp dày khoảng 152 m.

Vậy số muối khổng lồ này xâm nhập được vào các đại dương bằng cách nào? Theo nghiên cứu, một phần muối có nguồn gốc từ đá và các trầm tích dưới đáy biển. Số muối khác lại thoát ra từ các miệng phun lửa nằm ẩn sâu dưới những lớp sóng. Tuy nhiên, phần lớn lượng muối trong các đại dương lại bắt nguồn từ đất liền bao quanh chúng ta.

Nước mưa hòa tan các khoáng chất và muối và đất khô, rồi cuốn trôi chúng ra sông. Tuy nhiên, lượng muối tích tụ trong các con sông vẫn rất nhỏ, không đầy 1/2000 lượng NaCL tồn tại trong nước biển. Dẫu vậy, lượng muối nhất định này vẫn tích tụ ở đó và cuối cùng cũng tới được các địa dương khi nước sống đổ về qua các cửa biển.

Điều quan trọng nhất là, muối sau đó được cô đặc hơn trong các đại dương, do sức nóng mặt trời khiến nước trên bề mặt của chúng bốc hơi, để lại muối phía sau. Trên khắp toàn cầu, 4 tỉ tấn muối từ các dòng sống đã thâm nhập vào các đại dương mỗi năm. Vì vậy, các đại dương của chúng ta chắc chắn trở lên mặn hơn và mặn hơn nhiều so với thuở sơ khai. Tuy nhiên, lượng muối tăng thêm mỗi năm từ các dòng sông hiện nhìn chung cân bằng với lượng muối tích tụ trở lại dưới đáy biển. 

Độ mặn của nước biển cũng không như nhau trên khắp Trái Đất. Ở các vùng cực, nước biển không mặn bằng những nơi khác vì chúng đã được  băng tan hòa loãng. Trong khí đó, ở các vùng nhiệt đới quanh xích đạo, lượng nhiệt nóng tăng thêm khiến lượng nước bốc hơi lớn hơn lượng nước mưa trút xuống, làm nước biển mặn hơn.

Hiện ngày càng có nhiều băng chứng cho thấy sự khác biệt về độ mặn của nước biển trên khắp toàn cầu đang gia tăng. Ví dụ, khi nhiệt độ nước biển tăng lên, một phần Đại Tây Dương tăng tốc bốc hơi nước và do đó tăng độ mặn của nước biển. Hiện tượng này trông có vẻ không quan trọng nhưng càng có nhiều muối trong các đại dương, nước biển càng biển càng mặn và càng làm chậm lại quá trình hải lưu, ảnh hưởng tới sự lưu thông của các chất dịnh dưỡng thiết yếu trong đại dương.