海洋内部的热交换通过以下各个过程实现：涡动混合、对流混合、分子混合以及水平与垂直方向的海流输送。
涡动混合一年四季均发生，而且在水平方向和垂直方向都发生作用，对海水热量的传递大小，以水平方向的混合强度比垂直方向的大很多，但水平温度梯度远小于垂直温度梯度，故垂直方向的涡动混合所引起的热交换要比水平方向的大，是使热在垂直方向上重新分布的主要因素。涡动混合的因素是风、浪、流等造成的。
对流混合完全是由重力作用产生的，当海水上层的密度大于下层时发生对流，因此，对流混合一般只发生在天气由暖变冷的季节，对流混合的结果，使下层海水的温度降低，上、下水层的温度趋于一致，使热量交换传至较大的深度，因为热量交换一般是随深度递减的，若到达水温不随深度变化或海水不发生上下运动的深处，垂直热交换便不存在了。
分子混合是由海水分子热运动引起的，其热交换作用甚微。
水平海流输送的热量是很可观的。