p> A “cor” do oceano é determinada pelas interacções da luz incidente com substâncias ou partículas presentes na água. A luz solar branca consiste num espectro de comprimentos de onda (cerca de 400-700 nm), que as gotículas de água dispersam num espectro contínuo de cores “arco-íris”. Grandes quantidades de água, mesmo numa piscina, pareceriam também azuis.
Quando a luz brilha na superfície da água, as diferentes cores são absorvidas, transmitidas, dispersas, ou reflectidas em diferentes intensidades por moléculas de água e outros chamados constituintes opticamente activos em suspensão na camada superior (chamada zona epipelágica ou fótica) do oceano. A razão pela qual as águas abertas do oceano parecem azuis em condições claras ao meio-dia deve-se à absorção e dispersão da luz. Os comprimentos de onda do azul são dispersos, semelhantes à dispersão da luz azul no céu, mas a absorção é um factor muito maior do que a dispersão para a água clara do oceano. Na água, a absorção é forte no vermelho e fraca no azul, e assim o vermelho é absorvido rapidamente no oceano, deixando o azul. Quase toda a luz do sol que entra no oceano é absorvida, excepto muito perto da costa. Os comprimentos de onda do vermelho, amarelo e verde são absorvidos pelas moléculas de água no oceano.
Quando a luz solar atinge o oceano, alguma da luz é reflectida de volta directamente, mas a maior parte penetra na superfície do oceano e interage com as moléculas de água que encontra. Os comprimentos de onda de vermelho, laranja, amarelo e verde são absorvidos, e assim a luz restante que vemos é composta pelos comprimentos de onda mais curtos de azul e violeta.
Ainda as partículas suspensas na água irão aumentar a dispersão da luz. Nas zonas costeiras, escoamento dos rios; ressuspensão de areia e lodo do fundo pelas marés, ondas e tempestades; e uma série de outras substâncias podem alterar a cor das águas próximas da costa. Alguns tipos de partículas podem também conter substâncias que absorvem certos comprimentos de onda de luz, o que altera as suas características. Por exemplo, as algas marinhas microscópicas, chamadas fitoplâncton, têm a capacidade de absorver a luz na região azul e vermelha do espectro, devido a pigmentos específicos como a clorofila. Assim, à medida que a concentração de fitoplâncton aumenta na água, a cor da água desloca-se para a parte verde do espectro. Partículas minerais finas como os sedimentos absorvem a luz na parte azul do espectro, fazendo com que a água fique acastanhada se houver uma enorme carga sedimentar.
A substância absorvente da luz mais importante nos oceanos é a clorofila, que o fitoplâncton utiliza para produzir carbono por fotossíntese. A clorofila, um pigmento verde, faz com que o fitoplâncton absorva preferencialmente as porções vermelha e azul do espectro luminoso e reflicta a luz verde. As regiões oceânicas com elevadas concentrações de fitoplâncton têm tonalidades de azul-verde, dependendo do tipo e densidade da população de fitoplâncton. O princípio básico por detrás da detecção remota da cor do oceano a partir do espaço é que quanto mais fitoplâncton estiver na água, mais verde é.
Existem outras substâncias que podem ser encontradas dissolvidas na água e que também podem absorver a luz. Dado que as substâncias são geralmente compostas de carbono orgânico, os investigadores referem-se geralmente a elas como matéria orgânica dissolvida colorida.