海水的聲學特性之一，與海水的密度、壓縮率和比熱容有關，也與溫度、靜壓力和鹽度有關。因此海洋中的聲速因時因地而異，但大致在1450～1540米/秒範圍內變化。可用聲速儀在海上現場直接測量聲速，也可以通過測量海水的溫度和鹽度，然後按經驗公式計算。廣泛採用的是1962年發表的W.D.威耳孫海水聲速公式，它已編制成聲速計算表加以應用。此式適用的溫度、鹽度和靜壓力的變化範圍很寬，均方誤差為±0.3米/秒，大致和聲速儀的測量結果相當。1971年，H.W.弗賴伊和J.DD.皮尤發表瞭更精確而簡單的聲速經驗公式：
c＝1449.30+ΔcT+ΔcS+Δcp+ΔcS，p，T
式中 ΔcT＝4.587T-5.356×10-2T2+2.604×10-4T3
ΔcS＝1.19(S-35)+9.6×10-2(S-35)3
Δcp＝1.5848×10-1p+1.572×10-5p2-3.46×10-12p4
ΔcS，p，T＝1.354×10-5T2p-7.19×10-7Tp2-1.2×10-2(S-35)
Tc為聲速（米/秒）；T為溫度（°C）；S為鹽度；p為靜壓力（公斤/厘米2）。
此公式的應用范圍：-3°C＜T＜30°C，33.1＜S＜36.6，1.033公斤/厘米2＜p＜984.3公斤/厘米2。此范圍占全世界海洋水域的99.5％。按此公式計算的結果，聲速均方誤差為0.1米/秒。
聲波在海洋中的傳播，不僅與聲速的大小有關，而且與聲速隨深度(z)變化的垂直剖面c(z)有更重要的關系。聲速的垂直梯度，使聲線在垂直平面內產生折射，故通常水下有一個聲速為極小值的水層，而形成瞭水下聲道（見大洋聲道。聲波在水下聲道中傳播的距離，可達幾千公裡。但也有另一種聲速垂直剖面（見圖），它相應於夏季淺海水域的情況，聲波在其中傳播的距離，隻有幾公裡。由此可見，海洋中聲速垂直剖面的差異，對聲波傳播的距離(r)有決定性的影響。
世界大洋的不同海域，由於緯度的差別，海流和大氣環流等因素的影響，聲速的垂直分佈各不相同，且隨季節而變。上層水域中聲速的變化，基本上由溫度和鹽度的變化所決定；在較深的水層中，溫度和鹽度的變化甚微，聲速的大小主要取決於海水的靜壓力。此外，海洋內波、鋒面、大尺度渦旋和冰山周圍寒冷的淡水團的存在，也造成聲速在水平方向的分佈不均勻，使聲波產生折射而改變傳播的路徑。