海洋能通常是指海洋中蘊藏的可再生能源，主要包括波浪能、潮汐能、風能、海流能、溫差能、鹽差能等，還有人提出洋流、內波發電。據世界能源委員會統計，全世界僅沿海地帶便於開發的波浪能就有20億kW，沿岸和近海區的潮汐能17kW。海洋能具有取之不盡、用之不竭，開發利用不汙染環境，不佔用陸地等諸多特點。目前，海洋能的開發已受到不少海洋國家的高度重視，它們投入相當大的人力、物力、財力，研究海洋能開發利用技術，其中有些技術，如風能、潮汐能都已經有成熟的商業化裝置，波浪能、溫差能正處於試驗階段。下面就展開談談有關風能、潮汐能、波浪能及溫差能等四種正在趨於成熟中的海洋能。
國內風能從剛開始起步時的補充能源，變成現在的替代能源，是中國發展最快的綠色能源。在我國陸地風電場建設快速發展的近些年，人們已經注意到陸地風能利用所受到的一些限制，將目光逐漸轉向了風速大、風向較穩定的海上風能。根據國內外已經建成的海上風電場投資比例及一些研究成果，風機基礎約佔風電場總成本的20%～30%，是造成海上風電成本較高的原因之一。當然建設海上風電也有幾大優點，主要是：
①海上吹程長，摩擦力小，風速大。大家知道能量和速度的二次方成正比，如果海上風速是陸地上的1.5倍，輸出功率則是2倍多。
②採用海上運輸能吊裝更大的機組，因此海上可以安裝更大型的裝置。
③近海風場往往距離沿海人口密集地區較近，減少了電力運輸的損耗。
④不會佔用陸地的寶貴資源，尤其是西歐、東亞的沿海人口密集地區。
工程設計上，海上風電和陸上風場相差不大，仍然是座底式的為主，尤其是淺水的風機。上圖是幾款座底式風機的示意圖，其概念其實都來源於海上石油平臺幾種浮體形式，將浮體水動力、錨泊系統力和上部風力荷載耦合起來。
當水深深於50m時，座底式的就不經濟了，漂浮式風力發電機則成了主流。在浮式風機研究方面，日本和歐美是走在前列的。當然，從動力學角度，漂浮式風機支架存在一些技術上的問題尚需解決，主要為：①風電機和海浪引起的波動最小化；②設計過程中的額外複雜性，包括支架結構和風電機之間的連接設備的認識和建模；③電氣設備設計和成本，尤其是撓性電纜；④建造、安裝和維護程序。儘管如此，在未來幾年內，大型海上風電場仍將向深海區域發展，漂浮式風力發電機將成為今後深海海上風電場建設的選擇之一。
日前據外媒報導，全球首個海上漂浮風能發電站將在蘇格蘭海上建成，這座被稱為Hywind試點公園的海上發電站將建設在距離蘇格蘭東北海岸25km左右的地方，如上圖所示。該發電站將擁有5颱風能渦輪機，每臺發電量可達6兆瓦。這將成為全球首座海上漂浮風能發電站。預計從2017年開始運營，由其產生的電量則能足夠2萬戶人家使用。
這座發電站將充分利用該地19節左右的強風，據悉，其佔地面積大約有4平方千米、水深在95m～120m之間。由於漂浮風能渦輪機無需固定在海上落地式塔上，所以它可以被安裝在離海岸更遠、水更深的地方。一般情況下，海上落地式塔其最深水位不能超過80m。
離岸發電站有許多優勢，比如減少海上視覺汙染、獲取更強、持續性更高的風能。此外，漂浮風能發電站還能減輕對漁業或海上運輸活動的影響，另外這些渦輪機還能共享一套基礎設施。據了解，Hywind漂浮風能渦輪機技術已經研發了6年時間，Hywind試點公園的渦輪機也將通過鏈狀電纜固定在一個漂浮圓柱浮標上，不過它增加了60噸的承重力。
再看看下面二款漂浮式風機，以便增加一些感性認識，讓大家知道風機還可以這樣安裝。
當然，所有風電都存在比如併網、成本高等問題，儘管如此，在政府行為的幹預下，海洋風能仍然是海洋能裡目前最具商業化前景的。
潮汐是一種蘊藏量極大、取之不盡、用之不竭、不需開採和運輸、潔淨無汙染的可再生能源。建設潮汐電站，不需要移民，不淹沒土地，沒有環境汙染問題，還可以結合潮汐發電發展圍墾、水生養殖和海洋化工等綜合利用項目。
潮汐發電與普通水利發電原理類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內，以勢能的形式保存，然後，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉，帶動發電機發電，如下圖所示。差別在於海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，並且呈間歇性，從而潮汐發電的水輪機結構要適合低水頭、大流量的特點。
在全球範圍內潮汐能是海洋能中技術最成熟和利用規模最大的一種，潮汐發電在國外發展很快。歐洲各國擁有浩瀚的海洋和漫長海岸線，因而有大量、穩定、廉價的潮汐資源，在開發利用潮汐方面一直走在世界前列，法、加、英等國在潮汐發電的研究與開發領域保持領先優勢。利用潮汐發電必須具備兩個物理條件：首先潮汐的幅度必須大，至少要有幾米；第二海岸地形必須能儲蓄大量海水，並可進行土建工程。
潮汐電站可以是單水庫或雙水庫。單水庫潮汐電站只築一道堤壩和一個水庫，雙水庫潮汐電站建有兩個相鄰的水庫。用一個水庫，但是漲潮與落潮汐發電的型式潮時均可發電，只是在水庫內外水位相同的平潮時不能發電。這種電站稱之為單水庫雙程式潮汐電站，它大大提高了潮汐能的利用率，如上圖所示。廣東省東莞市的鎮口潮汐電站及浙江省溫嶺市江廈潮汐電站，就是這種型式的潮汐電站。
上圖是法國朗斯潮汐電站，建成於1966年，總裝機容量為240MW，單機功率為10MW，共24臺水輪機，年發電5.4億度，是當時世界上最大的海洋能發電工程。其技術創新是採用了與常規水電站不同的，具有正反向發電、洩水和抽水的燈泡式貫流水輪發電機組，不但提高了潮汐能的利用效率，同時降低了電站的造價。
顧名思義，波浪能發電是以波浪的能量為動力生產電能。海洋波浪蘊藏著巨大的能量，通過某種裝置可將波浪的能量轉換為機械的、氣壓的或液壓的能量，然後通過傳動機構、氣輪機、水輪機或油壓馬達驅動發電機發電。
波浪能利用裝置的種類繁多，關于波能轉換裝置的發明專利超過千項。這些裝置主要基於以下幾種基本機理：①利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運動；②利用波浪壓力的變化；③利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉換成水的勢能等。
根據波浪能發電裝置的內在聯繫、外部特徵、結構和用途等方面的不同，可將波浪能發電裝置按不同的方式進行分類。按固定式分可分固定式與漂浮式兩類，按能量傳遞方式分可分氣動式、液壓式及機械式三類，按能量轉換方式分可分直接轉換式和間接轉換式兩類，按結構形式分可分點頭鴨式、振蕩水柱式、推擺式、聚波蓄能式、振蕩浮子式及閥式六類。振蕩水柱式發電原理如上圖所示。
經過20世紀70年代對多種波能裝置進行的實驗室研究和80年代進行的海況試驗及應用示範研究，波浪發電技術己逐步接近實用化水平，研究的重點也集中於4種被認為是有商品化價值的裝置，包括振蕩水柱式裝置、擺式裝置、振蕩浮子式波能轉換裝置和收縮波道式波能轉換裝置。上圖是一款浮標式振蕩水柱發電裝置圖，下圖是一款浮力擺式發電裝置。
再看一款筏式發電裝置，它隨波扭動，帶動內部機械傳動裝置進行發電，見下圖。波浪能的優點是可持續、不間斷，缺點則是能量密度太低、輸出不穩定。
海洋溫差發電是利用熱帶及亞熱帶海洋表層和深層海水間存在的溫差進行發電。在低緯度的海域，比如我國的南海和東海的一部分海域，海洋表層海水的溫度可以高達25℃以上，而海面以下500米的海水溫度卻只有4℃～5℃，二者存在20℃以上的溫差。
海洋溫差發電的原理是利用蒸汽推動汽輪機旋轉發電，就是利用溫水泵把表層溫度較高的海水抽上送往蒸發器，液氨吸收了表層溫海水的能量，沸騰並變為氨氣，氨氣經過汽輪機（氨透平）的葉片通道，膨脹做功，推動汽輪機旋轉。隨後，氨氣進入冷凝器，深層的冷海水重新將其冷凝為液態氨，再由氨泵將其送入蒸發器，而經歷熱交換後溫度較高的海水會再次被抽回海洋，如此在閉合迴路中反覆進行蒸發、膨脹、冷凝。上圖是海洋溫差發電的原理圖與構想圖。
海洋溫差電站可分為陸基電站和漂浮電站。離岸5km內水深達千米、溫差達18℃的海岸，可建立陸基電站。但海洋溫差電站深海冷水取水管是其關鍵工程問題，漂浮電站分為向陸上送電型和就地生產能量密集產品型，受電纜送電經濟距離限制，供電型電站一般認為負荷中心離岸不得超過100km。離岸30km以上時，最好採用直流輸電。
全球第一個利用海面與深海溫差發電的試驗已經在日本衝繩展開，坐落在衝繩本島以西100公裡處。在久米島，海面的表層水與深海的深層水之間，存在著年均20度左右的溫差，上圖是它的結構示意圖。
海洋溫差發電的特點是功率變化小，設備利用率高。海洋溫差能(也稱海洋熱能)十分穩定，無明顯的晝夜變化，可開發量巨大，不需儲能裝置即可提供基本負荷所需電力。另外，海洋溫差發電幾乎不會排放二氧化碳，可以獲得淡水，因而有可能成為解決全球變暖和缺水這些21世紀最大環境問題的有效手段。只是目前，海洋溫差發電驗證設備的發電功率極小，僅為50千瓦。在今後，針對海洋溫差發電的商用化、大型化相關探討也將展開。
海洋面積佔地球總面積的71%，到達地球的各種來自宇宙的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分轉化為各種形式的海洋能，海洋能的大部分來自於太陽的輻射和月球的引力。例如：太陽輻射到地球表面的太陽能大部分被海水吸收，使海洋表層水溫升高，形成深部海水與表層海水之間的溫差，因而形成由高溫到低溫的溫差能；太陽能的不均勻分布導致地球上空氣流運動，進而在海面產生波浪運動，形成波浪能；由地球之外其他星球(主要由月球)的引力導致的海面升高形成位能，稱為潮汐能；由上述引力導致的海水流動的動能稱為潮流能；非潮流的海流的成因有受風驅動或海水自身密度差驅動等，歸根結蒂是由太陽能造成的，其動能稱為海流能。
以上談論了風能、潮汐能、波浪能及溫差能等四種海洋能。當然還有鹽差能、海流能、海洋熱能，等等，這些海洋能目前商業化開發還不太成熟，限於篇幅就不作進一步說明了。海洋能是清潔的可再生能源，開發和利用海洋能對緩解能源危機和環境汙染問題具有重要的意義，許多國家特別是海洋能資源豐富的國家，大力鼓勵海洋能發電技術的發展。由於海洋能發電系統的運行環境惡劣，與其他可再生能源發電系統，如風電、光伏發電相比，發展相對滯後。
隨著相關技術的發展，以及各國科技工作者的努力，近年來，海洋能發電技術取得了長足的進步，陸續有試驗電站進入商業化運行。可以預見，不遠的將來，隨著海洋能發電技術日益成熟，將會有越來越多的海洋能發電系統接入電網運行。由於海洋蘊涵量巨大，海洋能必將成為能源供給的重要組成部分。
但是我們還應注意到，海洋能開發過程也存在一些潛在的環境問題。如潮汐電站不但會改變潮差和潮流，而且會改變海水溫度和水質，這些變化又會影響到浮遊生物及其他有機物的生長以及這一地區的魚類生活等。與此同時，建造攔潮壩也可能會給河口帶來某些環境問題，如影響到地下水和排水以及加劇海岸侵蝕等。這些是相關管理決策部門必須引起重視的，在規劃階段必須進行充分論證與說明。