物理學

儘管火星擁有冰蓋且其他行星可能擁有海洋，但地球是已知唯一表面由液態水覆蓋的行星（p. 22）。地球上的水的來源尚不明確。從太空遙望，地球像是一顆「藍色彈珠」，水以海洋、冰蓋和雲層等不同形態存在。地球上海水體積為1,335,000,000立方公里（320,000,000立方英里），佔地球水資源約97.2%並覆蓋著地球70％以上的表面（p. 7），另有約2.15%的地球水資源以冰的形式存在，分布於北冰洋海冰、南極洲冰冠和南冰洋海冰，以及世界各地的冰川和表層沉積物中。其餘約0.65％的水資源組成了地下水或處在水循環的各個階段，包括人們在生活中所使用的淡水、空氣中的水蒸氣，慢慢地形成了雲層，雲層積累到一定厚度後產生雨或雪落到地表，形成湖泊和河流，最終流向大海。海洋佔據了地球如此大部份，以致於英國作家亞瑟·查理斯·克拉克曾記述「地球」（Earth）命名為「海球」（Ocean）會更好。

研究水以及地球水循環的科學稱為水文學；而流體力學則探討水運動時的物理現象；最近對於海的研究稱作海洋學。其一開始是研究海流的流向，但目前其已涵蓋了廣泛且跨學科的主題，它的研究範疇包括探討海水的特性；研究海浪、潮汐，以及海流 ；測繪海岸線和海床；並對海洋生物進行研究。 研究海洋運動以及其力量的分支學科稱為物理海洋學。海洋生物學則負責研究棲息於海洋生態系統的生物，包括但不限於動植物。以上兩者皆受到海洋化學的研究支持，它研究海洋內的化學元素和分子的表現：特別是研究二氧化碳在海水酸度增加中起了什麼作用，以及海洋在碳循環中所扮演的角色。海洋地理學研究海洋的形態和狀況，海洋地質學則為大陸漂移學說、地球的組合方式及其構造提供證據，並使沉降的過程弄清，這門學問所獲得的資料可用來協助人們研究火山作用和地震