海洋受太阳照射，把太阳辐射能转化为海洋热能。在热带和亚热带地区，表层海水保持在25~28摄氏度，几百米以下的深层海水温度稳定在4~7摄氏度，用上下两层不同温度的海水作热源和冷源，就可以利用它们的温度差发电。海洋是世界上最大的太阳能接收器。6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能，相当于2500亿桶石油所含的热量。热带海面的水温通常约在27℃，深海水温则保持在冰点以上几度。这样的温度梯度使得海洋热能转换装置的能量转换只达3%～4%。海洋热能转换装置必须动用大量的水，方可弥补自身效率低的缺点。
