海洋热能发电有两种方式：
第一种是将低沸点工质加热成蒸汽；
第二种是将温水直接送入真空室使之沸腾变成蒸汽。蒸汽用来推动汽轮发电机发电，最后从600～1000米深处抽冷水使蒸汽冷凝。
第一种采取闭式循环，第二种采取开式循环。
海水温差发电，1930年在法国首次试验成功，只是当时发出的电能不如耗去的电力多，因而未能付诸实施。许多国家都在进行海水温差发电研究。
实践证明，开式循环比闭式循环有更多的优点：①以温海水作工质，可避免氨或二氯二氟甲烷等有毒物质对海洋的污染；②开式循环系直接接触热交换器，价廉且效率高；③直接接触热交换器可采用塑料制造，在温海水中的抗腐蚀性高；④能产生副产品——蒸馏水。开式循环也有缺点：产生的蒸汽密度低，汽轮机体积大；变成蒸汽的海水排回海洋后，会影响附近生物的生存环境。
1、温差发电
是以非共沸介质（氟里昂-22与氟里昂-12的混合体）为媒质，输出功率是以前的1.1～1.2倍。一座75千瓦试验工厂的试运行证明，由于热交换器采用平板装置，所需抽水量很小，传动功率的消耗很少，其他配件费用也低，再加上用计算机控制，净电输出功率可达额定功率的70%。一座3000千瓦级的电站，每千瓦小时的发电成本只有50日元以下，比柴油发电价格还低。人们预计，利用海洋温差发电，如果能在一个世纪内实现，可成为新能源开发的新的出发点。
2、潮汐发电
汹涌澎湃的大海，在太阳和月亮的引潮力作用下，时而潮高百丈，时而悄然退去，留下一片沙滩。海洋这样起伏运动，日以继夜，年复一年，是那样有规律，那样有节奏，好像人在呼吸。海水的这种有规律的涨落现象就是潮汐。
潮汐发电就是利用潮汐能的一种重要方式。据初步估计，全世界潮汐能约有10亿多千瓦，每年可发电2～3万亿千瓦时。我国的海岸线长度达18000千米，据1958年普查结果估计，至少有2800万千瓦潮汐电力资源，年发电量最低不下700亿千瓦时。
世界著名的大潮区是英吉利海峡，那里最高潮差为14.6米，大西洋沿岸的潮差也达4～7.4米。我国的杭州湾的“钱塘潮”的潮差达9米。
据估计，我国仅长江口北支就能建80万千瓦潮汐电站，年发电量为23亿千瓦时，接近新安江和富春江水电站的发电总量；钱塘江口可建500万千瓦潮汐电站，年发电量约180多亿千瓦时，约相当于10个新安江水电站的发电能力。
早在12世纪，人类就开始利用潮汐能。法国沿海布列塔尼省就建起了“潮磨”，利用潮汐能代替人力推磨。随着科学技术的进步，人们开始筑坝拦水，建起潮汐电站。
法国在布列塔尼省建成了世界上第一座大型潮汐发电站，电站规模宏大，大坝全长750米，坝顶是公路。平均潮差8.5米，最大潮差13.5米。每年发电量为5.44亿千瓦时。
中国解放后在沿海建过一些小型潮汐电站。例如，广东省顺德县大良潮汐电站（144千瓦）、福建厦门的华美太古潮汐电站（220千瓦）、浙江温岭的沙山潮汐电站（40千瓦）及象山高塘潮汐电站（450千瓦）。
3、波力发电
“无风三尺浪”是奔腾不息的大海的真实写照。海浪有惊人的力量，5米高的海浪，每平方米压力就有10吨。大浪能把13吨重的岩石抛至20米高处，能翻转1700吨重的岩石，甚至能把上万吨的巨轮推上岸去。
海浪蕴藏的总能量是大得惊人的。据估计地球上海浪中蕴藏着的能量相当于90万亿千瓦时的电能。
利用现状
上述不同形式的能量有的已被人类利用，有的已列入开发利用计划，但人们对海洋能的开发利用程度至今仍十分低。尽管这些海洋能资源之间存在着各种差异，但是也有着一些相同的特征。每种海洋能资源都具有相当大的能量通量：潮汐能和盐度梯度能大约为2TW；波浪能也在此量级上；而海洋热能至少要比此大两个数量级。但是这些能量分散在广阔的地理区域，因此实际上它们的能流密度相当低，而且这些资源中的大部分均蕴藏在远离用电中心区的海域。因此只能有一小部分海洋能资源能够得以开发利用
1、面临的问题
很多海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：一，经济效益差，成本高。二，一些技术问题还没有过关。尽管如此，不少国家一面组织研究解决这些问题，一面在制定宏伟的海洋能利用规划。如法国计划到本世纪末利用潮汐能发电350亿千瓦时，英国准备修建一座100万千瓦的波浪能发电站，美国要在东海岸建造500座海洋热能发电站。从发展趋势来看，海洋能必将成为沿海国家，特别是发达的沿海国家的重要能源之一。
2、前景展望
全球海洋能的可再生量很大。根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字，五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。其中温差能为400亿千瓦，盐差能为300亿千瓦，潮汐和波浪能各为30亿千瓦，海流能为6亿千瓦。但如上所述是难以实现把上述全部能量取出，设想只能利用较强的海流、潮汐和波浪；利用大降雨量地域的盐度差，而温差利用则受热机卡诺效率的限制。因此，估计技术上允许利用功率为64亿千瓦，其中盐差能30亿千瓦，温差能20亿千瓦，波浪能10亿千瓦，海流能3亿千瓦，潮汐能1亿千瓦（估计数字）。
海洋能的强度较常规能源为低。海水温差小，海面与500～1000米深层水之间的较大温差仅为20℃左右；潮汐、波浪水位差小，较大潮差仅7—10米，较大波高仅3米；潮流、海流速度小，较大流速仅4～7节。即使这样，在可再生能源中，海洋能仍具有可观的能流密度。以波浪能为例，每米海岸线平均波功率在最丰富的海域是50千瓦，一般的有5～6千瓦；后者相当于太阳能流密度1千瓦/米2）。又如潮流能，最高流速为3米/秒的舟山群岛潮流，在一个潮流周期的平均潮流功率达4.5千瓦/米2。 海洋能作为自然能源是随时变化着的。但海洋是个庞大的蓄能库，将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不象在陆地和空中那样容易散失。海水温差、盐度差和海流都是较稳定的，24小时不间断，昼夜波动小，只稍有季节性的变化。潮汐、潮流则作恒定的周期性变化，对大潮、小潮、涨潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以准确预测。海浪是海洋中最不稳定的，有季节性、周期性，而且相邻周期也是变化的。但海浪是风浪和涌浪的总和，而涌浪源自辽阔海域持续时日的风能，不象当地太阳和风那样容易骤起骤止和受局部气象的影响。
海洋能的利用还很昂贵，以法国的朗斯潮汐电站为例，其单位千瓦装机投资合1500美元（1980年价格），高出常规火电站。但在严重缺乏能源的沿海地区（包岛屿），把海洋能作为一种补充能源加以利用还是可取的。
