海洋的形成与地球起源密切相关。地球大约诞生于46亿年前。它是由巨大而古老的恒星寿命终止时大爆炸所产生的、漂浮在太空中的尘埃聚集而成。最初的地球很小，但由于宇宙中的尘埃及小的星体不断撞击，体积不断增大。 地球形成过程中，由高温岩浆活动及火山喷发释放的水蒸气、二氧化碳等气体构成了非常稀薄的早期原始大气层。随着原始大气中的水蒸气不断增多，越来越多的水蒸气凝结成水滴，再汇聚成雨水落到地表，就这样，原始的海洋形成了。 海水的成分起初是来自地球形成过程中释放出来的可溶性气体，如CO2、Cl2、H2S、SO2和NH3等，因此原始海洋的海水为酸性。原始海洋的酸性海水与岩石中的矿物发生剧烈作用，对岩石造成侵蚀破坏，溶解出的Na+、K+、Li+、Mg2+和Ca2+等阳离子，溶于海水。因此，海水中阴离子主要是火山排气作用的产物，而阳离子则主要由被侵蚀破坏的岩石产生。另外，受蚀的岩石也为海洋提供了部分可溶性盐。 前寒武纪晚期以来，尽管地球上海水量继续增加，多种元素和化合物从陆地和火山活动不断汇入海洋，但由于海洋生物的出现，对海水成分产生调节作用，促使碳酸盐、二氧化硅和磷酸盐等沉淀下来，硫酸盐和氯化物含量相对增加，Ca+、Mg+和Fe3+等降低，Na+明显富集，于是海水成分逐渐演变而与现代海水成分相近。对动物化石分析表明，在显生宙期间，海水的盐度变化不大，这说明由于海洋生物的调节作用，海水成分自古生代(距今约5.5亿年)以来，已经处于某种平衡状态。可见，地球海水体积和盐度的显著变化发生在前寒武纪漫长的地球历史时期;自古生代以来，海水体积和盐度已与现代海水大体相近。