Itämeressä ovat vaihdelleet järvi- ja merivaiheet. Maankohoaminen ja vesimassat ovat vuoroin yhdistäneet alueen Atlanttin valtamereen ja vuoroin sulkeneet sen valtavaksi järveksi. Itämeren vaiheet ovat Baltian jääjärvi, Yoldianmeri, Ancylusjärvi ja Litorinameri.

Itämeren nykyinen vaihe alkoi noin 6 000 vuotta sitten, kun Litorinameren suolapitoisuus alkoi pienentyä. Suolapitoisuus laski, sillä maankohoaminen supisti meriyhteyttä Tanskan salmien kautta.

Mannerjäätikön sulamisen alettua, sen etelä- ja itäreunoille muodostui suuria jääjärviä. Baltian jääjärvi oli pääasiassa makeavetinen.

Yoldianmeren aikana sulaneet vesimassat olivat yhteydessä Atlanttiin. Kylmä makea sulamisvesi ja suolainen merivesi sekoittuivat.

Maankohoaminen oli nykyistä nopeampaa. Aiemmasta merenlahdesta tuli uudelleen makeavetinen sisäjärvi.

Jäätikön sulettua merenpinta Atlantilla nousi ja merivesi pääsi virtaamaan nykyisen Itämeren alueelle. Litorinameren vesi oli lämmintä murtovettä eli sekoitus makeaa ja suolaista.