Veden fysikaaliset ominaisuudet ilmenevät maapallon ilmastossa ja elämässä monin tavoin. Veden suuren ominaislämpökapasiteetin vuoksi vesistöt varastoivat paljon energiaa. Siten ne myös lämpiävät ja jäähtyvät paljon hitaammin kuin ilma. Tämä näkyy esimerkiksi siinä, että meren läheisyys tasoittaa lämpötilojen vaihteluita vuodenaikojen välillä. Mantereella kaukana rannikosta lämpötilat vaihtelevat enemmän.

Veden ominaislämpökapasiteetti vaikuttaa merten kautta myös hyvin pitkällä aikavälillä ja koko maapallon mittakaavassa. Kaikkien maapallon merten lämpökapasiteetti on arvioitu tuhatkertaiseksi ilmakehän lämpökapasiteettiin verrattuna. Vesistön lämpötila muuttuu siis huomattavasti hitaammin kuin ilmakehän. Tällä on merkitystä ilmastonmuutoksen kannalta. Koska lämpötilaerot pyrkivät tasoittumaan, ilmakehän lämmetessä myös meret lämpiävät. Tähän tarvitaan paljon enemmän energiaa kuin pelkän ilmakehän lämpiämiseen. Siten meret toimivat ilmastonmuutosta hidastavana tekijänä.

Meri tasoittaa lämpötilaeroja paitsi ajallisesti, myös eri paikkojen välillä. Merivirtojen mukana energiaa voi kuljettua alueelta toiselle. Golfvirta on esimerkki lämpimästä merivirrasta. Se lämmittää huomattavasti Pohjois-Atlantin rannikoiden ilmastoa. Merivirrat ovat pysyviä ilmiöitä, joilla on hyvin suuri merkitys eri alueiden ilmastoon ja erityisesti lämpötilaan.