海洋温差能源是一种由于太阳照射地球表面，形成海洋表面到底部的垂直温度差而产生的能源。主要是利用海洋热能转化技术把深海水抽到海面，使冷水遇到海面高温水发生汽化，推动涡轮发电机发电。
利用海洋温差产生电力的理论研究和技术研究已有120多年的历史，特别是在上世纪70年代的全球能源危机时期尤其得到重视，近年来研究更是取得了实质性进展。在热带海洋地区大约有6000万平方公里适宜发展海洋温差发电，利用海洋温差发电将能产生目前世界能源需求几倍的发电量。目前，美、印、日等国都建有海洋温差发电站。
但是，中国海洋温差能源等新能源的开发前景还不容乐观。国家海洋技术中心研究员葛运国说：“与发达国家相比，中国在海洋温差发电的开发上还停留在实验室原理性验证阶段，还未建立试验电站。”
国家海洋技术中心的专家李允武和葛运国呼吁：国家有关部门应在政策上给予鼓励和引导，在海洋温差能源利用的基础研究方面，重点研究地温差热力循环过程，建立千瓦级的实验室模拟循环装置，并开展相应的数值分析研究
利用潮汐就能发电。潮汐电站和河流上的水利发电站是一个原理。人们在靠海的河口或海湾处建造一条大坝，在大坝中间装上水轮发电机组。在涨潮的时候，潮水从海洋通过大坝流进河口或海湾，带动水轮发电机发电；退潮时海水又在流回海洋时，从相反的方向再次带动水轮机发出电来。这种潮汐电站比建在河流上的水电站发电功率稳定，因为它不受洪水和干旱的影响。
辽阔的海洋，是一个巨大的“储热库”，它能大量地吸收辐射的太阳能，所得到的能量达60万亿千瓦左右；它又是一个巨大的“调温机”，调节着海洋表面和深层的水温。
海水的温度随着海洋深度的增加而降低。这是因为太阳辐射无法透射到400米以下的海水，海洋表层的海水与500米深处的海水温度差可达20℃以上。通常，将深度每增加100米的海水温度之差，称为温度递减率。一般来说，在100～200米的深度范围内，海水温度递减率最大；深度超过200米后，温度递减率显著减小；深度在1000米以上时，温度递减率则变得很微小。
海洋中上下层水温度的差异，蕴藏着一定的能量，叫做海水温差能，或称海洋热能。利用海水温差能可以发电，这种发电方式叫海水温差发电。
现在新型的海水温差发电装置，是把海水引入太阳能加温池，把海水加热到45～60℃，有时可高达90℃，然后再把温水引进保持真空的汽锅蒸发进行发电。
用海水温差发电，还可以得到副产品——淡水，所以说它还具有海水淡化功能。一座10万千瓦的海水温差发电站，每天可产生378立方米的淡水，可以用来解决工业用水和饮用水的需要。另外，由于电站抽取的深层冷海水中含有丰富的营养盐类，因而发电站周围就会成为浮游生物和鱼类群集的场所，可以增加近海捕鱼量。
