地球的表層圈層可以分為大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈等四大圈層，水圈是指由地球表面上下，由液態、氣體和固態的水形成的一個幾乎連續、但不規則的圈層。從分布位置來看，地球上的水可以分為陸地水和海洋水兩部分，陸地水又可以分為地表水和地下水兩部分，而地下水又可以分為潛水和承壓水等部分。在不同的條件下，水體有液態、氣態和固態的變化，海洋中的水也是如此，在很多海區由於氣溫較低，就會出現海面結冰，分布海冰的現象。
氣溫和海水溫度是影響海水會不會結冰的最重要因素，海冰是由於海水凍結而形成的鹹水冰，海水在結冰的過程中，會將80%以上的鹽分排析出去，海冰的鹽度通常低於海水的鹽度。我們知道純淡水在0℃就會結冰，而海水中由於含有鹽分，要使海水結冰需要更低的溫度，當海水溫度下降至-1.33℃以下時，就會發生結冰現象。最初形成的海冰是針狀的或薄片狀的，隨後聚集和凝結，並在風力、海流、海浪和潮汐的作用下，互相堆疊而成重疊冰和堆積冰，最終有可能形成大範圍覆蓋的海拔。
在世界各緯度的海域中，很明顯中低緯地區由於海水溫度偏高，不可能存在海冰，在中高緯度地區，由於冬季氣候寒冷，氣溫較低，通常會出現海冰的分布。一般來說，總體而言緯度越高形成海冰的規模和厚度越大，海冰持續的時間越長。在世界各大洋中，地處北極圈以北的北冰洋地區是分布海冰數量最多的海域，北冰洋海域終年都有海冰覆蓋，在冬季2月份，北冰洋海冰大概覆蓋84%的面積，就算在夏季9月份，北冰洋海冰的覆蓋率也有54%。
在我國的南海、東海、黃海和渤海四大海域中，緯度最高的渤海海域是唯一有大面積海冰分布的地區，其中渤海的遼東灣海域，每年12月至次年3月海冰廣泛分布，海冰厚度可達30釐米左右，這一海域地處北緯39°至北緯41°之間，緯度並不是很高，遼東灣是北半球海冰分布最南的地區。那麼，形成這一現象的原因有哪些呢？首先，我們知道水體的比熱較大，升溫和降溫相對較慢，如果某一海域水深較深，海水水體量大，那麼在夏季就能儲存更多的熱能，而到了冬季也就不容易結冰，而遼東灣屬於大陸架海區，平均水深不到20米，最深處僅為32米，海水深度淺是冬季易結冰的一個原因。
其次，雖然海水都是鹹的，世界大洋海水的平均鹽度約為35‰，但是不同海域的海水鹽度也有高低差異，海水含鹽量越低，海水就越容易結冰。遼東灣海域由於一方面位於較為封閉的渤海內，與外海海水交換較慢，加上遼河等陸地徑流的淡水匯入，海水鹽度較低，海水鹽度多低於30‰，冬季海水容易結冰。再次，位於遼東半島以西的遼東灣，屬於內海，少受大洋洋流等因素的影響，海水流動速度較慢，而流速慢的水體相對於流速快的水體更容易結冰。
最後，遼東灣深入內陸，東部還有遼東半島和朝鮮半島等陸地，深受陸地的影響，冬季溫度比同緯度海域要低。此外，遼東灣海域距離東亞地區冬季風的策源地「亞洲高壓」（蒙古西伯利亞高壓）較近，冬季時受西北季風的影響很大，受冬季寒潮的影響，遼東灣海域寒風強勁，冬季平均氣溫低，使得海水更容易結冰。綜上所述，遼東灣海域由於平均水深淺、海水鹽度低、海域封閉、相對內陸、深受冬季風影響等因素，成為我國邊海水溫最低、冰情最嚴重的海域。