海水的凝固点低于淡水，并且随着盐度的增加而降低。当海水表面趋向于结冰温度时，密度增大，海面海水下沉，引起水的垂直对流,进行混合。表层水开始结冰，析出盐类而使邻近水层的盐度增大，使邻近的海水的凝固点再次下降。因此海洋只有混合均匀，从表层到海底各深度的水温接近凝固点时，海面才会凝固结。所以海冰不象湖水河水结冰那样容易。海水结冰的物理过程比较复杂，寒流天气使海面气温下降，大风搅拌海水，使海水表层散失热量，海水被冷却，海水温度下降。海水就开始结冰，海冰的形成可以开始于海水的任何一层,如果混合强烈直达海低，也可以在海洋底部结冰。
