海水的冰点低于淡水，并且随着盐度的增加而降低。当海水表面趋向于结冰温度时，密度增大，海面海水下沉，引起水的垂直对流，进行混合。表层水开始结冰，析出盐类而使邻近水层的盐度增大，使邻近的海水的冰点再次下降。因此，海洋只有混合均匀，从表层到海底各深度的水温接近冰点时，海面才会凝固结冰。所以，海冰不象湖水河水结冰那样容易。

海水结冰的物理过程比较复杂。寒流天气使海面气温下降，大风搅拌海水，使海水表层散失热量，海水被冷却。海水温度下降。当表层海水的温度接近海水密度最大值时的温度，上层海水比重变大，产生下沉，下层海水比重相对变小，要上升到表层。表层与下层海水就会发生对流混合。结果，降温过程把表层的冷却水带到下层，又把下层形成冰晶时放出的结晶热带到海面，海水再次冷却，直到整个海水下沉上升水层的密度均匀稳定才停止。当海水温度下降到冰点并且继续散热时，海水就开始结冰。海冰的形成可以开始于海水的任何一层，如果混合强烈直达海底，也可以在海洋底部结冰。

液体转化为固体的温度值，叫做冰点。海水的冰点是一个不确定的温度。因为，海水中含有大量的盐，所以海水冰点的变化与海水盐度和密度有密切的关系。当盐度达到24.695的时候，海水最大密度值的温度和冰点的温度一样，都是-1.332℃。