浩瀚的海洋不仅面积占整个地球表面积的70.8%，而且是世界上最大的太阳能接收器：6000万平方千米的热带海洋平均每天吸收的太阳能就相当于2500亿桶石油所含的热量。吸收太阳热能的海洋表面温度较高，而在一定深度下的海水温度较低。海洋表面在太阳的照射之下，和长期未受到光线照射的深海产生了温差，一般在热带地区，地层与1000米深处的海水温差可达25℃。由于存在温差，就可以利用海洋表面和海洋深处的温度差来发电。按资源普查的经验公式计算，在几种海洋能利用中，海洋温差能可开发总装机容量为148亿兆瓦。单从数量上来讲，温差能是最大的。
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利用海洋温差产生电力的研究已有120多年的历史，海洋温差发电的概念最早于1881年提出，但是当时世界上大部分科技发达的国家都处于纬度较高的温、寒带地区或者是内陆国，缺乏发展海洋温差发电的基本条件。1926年法国科学家克劳德利用分别装在两个烧瓶里的28℃温水和冰块实现了温差能至电能之间的转换。这个试验虽然产生的电力不大，只能使几个灯泡发光，但却已经从原理上说明利用海洋温差发电是完全可能的。
理论上的可行并不代表在工程上就可以立即应用。海洋温差发电直到上世纪70年代全球爆发能源危机时期，在美国夏威夷成功建设了世界上第一座海洋温差发电装置后才得到重视，近年来的研究使它取得了实质性的进展。
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海洋温差发电机系统是由蒸发器、涡轮机、发电机、冷凝器等几部分组成。各部分间由很大的管道连接。蒸发器中是一种在13～15℃间即可蒸发的液体物质，向其中导入15～28℃的表层温海水时，工作流体因受温海水加热，而致沸腾，蒸汽经由连接管路送到涡轮机，使其转动。逸出的蒸汽则汇入冷凝器，当向其中导入1～7℃的深层冷海水时，这些蒸汽受冷凝结成液态的工作流体，随由其他装置重新送回蒸发器。这样的操作周而复始地进行，只要表层温海水管与深层冷海水管间存有温差，即能经由上述循环从海水中不断获得电力。
广阔的利用前景
对于海洋温差能的利用存在的不足之处在于，它工作过程中所需换热面积大，导致建设费用较高，并且海水会腐蚀设备，海洋生物也会在机器工作过程中进入设备等等。但是海洋温差能发电对能源的浪费远远低于普通火力发电。当海洋电站离陆地较近时，可考虑直接向陆地上的变电站输
