Muối trong đại dương đến từ hai nguồn: dòng chảy từ đất liền và các khe hở dưới đáy biển.
Đá trên đất liền là nguồn muối hòa tan chính trong nước biển. Nước mưa rơi xuống đất có tính axit nhẹ nên làm xói mòn đá. Điều này giải phóng các ion được mang đi đến các dòng sông và cuối cùng đổ vào đại dương. Nhiều ion hòa tan được các sinh vật trong đại dương sử dụng và được loại bỏ khỏi nước. Những chất khác không bị loại bỏ nên nồng độ của chúng tăng dần theo thời gian.
Một nguồn muối khác trong đại dương là chất lỏng thủy nhiệt, xuất phát từ các miệng phun dưới đáy biển. Nước biển thấm vào các vết nứt dưới đáy biển và được làm nóng bởi magma từ lõi Trái đất. Nhiệt gây ra một loạt các phản ứng hóa học. Nước có xu hướng mất oxy, magie và sunfat, đồng thời lấy đi các kim loại như sắt, kẽm và đồng từ các tảng đá xung quanh. Nước nóng được thoát ra qua các lỗ thông hơi dưới đáy biển, mang theo kim loại. Một số muối đại dương đến từ các vụ phun trào núi lửa dưới nước, giải phóng trực tiếp khoáng chất vào đại dương.
Vòm muối cũng góp phần tạo nên độ mặn của đại dương. Những mái vòm này, những mỏ muối khổng lồ hình thành theo thời gian địa chất, được tìm thấy dưới lòng đất và dưới đáy biển trên khắp thế giới. Chúng phổ biến trên thềm lục địa phía tây bắc Vịnh Mexico.
Hai trong số các ion phổ biến nhất trong nước biển là clorua và natri. Cùng nhau, chúng chiếm khoảng 85% tổng số ion hòa tan trong đại dương. Magiê và sunfat chiếm thêm 10% trong tổng số. Các ion khác được tìm thấy ở nồng độ rất nhỏ. Nồng độ muối trong nước biển (độ mặn) thay đổi theo nhiệt độ, sự bốc hơi và lượng mưa. Độ mặn nhìn chung thấp ở xích đạo và cực và cao ở vĩ độ trung bình. Độ mặn trung bình là khoảng 35 phần nghìn. Nói cách khác, khoảng 3,5% trọng lượng nước biển là do muối hòa tan.
