人类活动令大气中温室气体浓度上升，引致温室效应增强，令整个地球累积额外的热能。大部份额外的热能都进入了海洋。暖化并不局限于海洋表面，观测数据显示从海洋表面到2000米以下亦有暖化迹象。海洋暖化的一个直接后果是海平面高度上升。根据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第五次评估报告，在1993至2010年间，海水受热膨胀对全球平均海平面上升的贡献是每年约1.1毫米。
由不同观测资料得出的全球海面温度距平 (相对于1961-1990年) (来源：IPCC, 2013)
