Morska voda je uglavnom (~96.5%) voda, ali sadrži značajne količine otopljenih soli (~3.5%), koje su uglavnom, ali ne sve, natrijev klorid, koji je identičan kuhinjskoj soli. Jedinstvena kemijska svojstva morske vode znače da je ona drastično drugačija životna sredina od slatke vode, a mnoge životinje koje žive u njoj nikada se nisu prilagodile živjeti u slatkoj vodi. Vrste prilagođene slatkoj vodi, kao što su ribe u jezerima bez izlaza na more u Africi, ne mogu preživjeti u slanoj vodi. Morska voda je oko 2.5% gušća od slatke vode.
Osim soli kalcijevog klorida, morska voda također sadrži sulfate (7.7% otopljenih soli), magnezij (3.7%), kalcij (1.2%), kalij (1.1%) i manje sastojke (0.7%), uključujući količine anorganskog ugljika u tragovima (0.2%), bromid (0.08%), uran (0.00000001%) i zlato (slična količina). Predložene su različite sheme za vađenje urana ili zlata iz ove vode, ali nijedan se nije pokazao ekonomski isplativim. Fritz Haber, njemački znanstvenik poznat po svom izumu Haberovog procesa i otrovnog plina Zyklon, proveo je posljednje godine svog života pokušavajući smisliti učinkovit način vađenja velikih količina zlata iz morske vode kako bi Njemačka mogla isplatiti svoj rat dugove. Naravno, ovaj pokušaj nije uspio.
Podrijetlo soli u morskoj vodi su i kopno i soli koje su bile prisutne na površini Zemlje kada su se oceani prvi put formirali, što je moglo biti već 100 milijuna godina nakon nastanka Zemlje. Teorija da soli potječu iz kišnice potječe od sir Edmunda Halleya 1715. Točnije, natrij u oceanskom natrijevom kloridu uglavnom potječe iz vremena kada su oceani nastali, a klorid dolazi iz vulkanskog ispuštanja plinova na dnu oceana.
Poznato je da je morska voda opasna za prehranu ljudi. Budući da sadrži 3.5% soli, a ljudsko tijelo strogo drži natrijev klorid na 0.9% mase krvi, bubrezi moraju trošiti dodatnu vodu kako bi otopili višak soli. Prema povijesnim podacima putovanja splavi za spašavanje, šansa za smrt za one koji piju morsku vodu iznosi oko 39%, dok je šansa za smrt za one koji to ne piju samo 3%. Kad se izgubi u moru, znanstvenici umjesto toga preporučuju da se pije pomiješano sa slatkom vodom, u omjeru 1:2, polako povećavajući kako svježa voda nestane. To je blaže od metaboličkog utjecaja prelaska sa slatke na čistu slanu vodu i povećava vjerojatnost preživljavanja.