Oceány netvoria jednotné prostredie, ako by sa mohlo zdať. Ich chemické a fyzikálne vlastnosti sa značne menia v závistlosti od hĺbky a zemepisnej šírky. So zmenou hĺbky sa mení svetlo, tlak, teplota a dostupnosť živín, čo ovplyvňuje výskyt oceánskych organizmov. Vo vzťahu k zemepisnej šírke rozmanitosť druhov postupne klesá so vzdialenosťou od rovníka : indicko-západná časť Tichého oceánu je biologicky najpestrejšia morská oblasť na svete. Zemepisná šírka veľmi ovplivňuje aj povrchovú teplotu- a pretože oceány sú v stálom pohybe, teplo a soľ sa presúvajú v oceánskom povodí. Prirodzené vlnenie spôsobuje zmiešavanie na hladine a absorbované teplo sa dostáva do hĺbky, takže v dôsledku toho je celkový rozsah teplôt v oceánskom prostredí oveľa menší ako na súši.
V závistlosti od hĺbky sa vari najvýznamnejšie mení rozptyl svetla. Zóna, kde je možná fotosyntéza, sa obmedzuje na vrstvu blízko pri hladine. Do hĺbky vyše 100 m aj v najčistejšej vode preniká iba modré svetlo, a hlbšie ako do 250 m nepreniká takmer nijaké svetlo. Primárna produkcia však nie je jednotná v hladinových vodách všetkých oceánov. Napríklad väčšina otvorených oceánov je pre obmedzenú prítomnosť živín na hladine morským ekvivalentom púšte. Dusík a fosfor sa môžu dostať na hladinu v zónach, kde s hĺbok stúpajú spodné vody, takže v oblastiach najproduktívnejších lovísk rýb je vysoká produktivita. Prítomnosť alebo neprítomnosť živín má pre produktivitu oceána v povrchových vodách rozhodujúci význam. Pobrežné a priľahlé oblasti, v ktorých sa usádzajú živiny zo súše, sú zvyčajne aj produktívne: odhaduje sa, že asi 75 percent svetových úlovkov rýb na komerčné účely pochádza z pásma vzdialeného do 9 km od pobrežia. Nie všetky pobrežné vody však obsahujú rovnaké množstvo živín. Ich úroveň sa môže meniť podľa miestneho úhrnu zrážok, objemu odplavovania zo súše a charakteru pôdy a geologického podložia. Pre produkciu fytoplanktónu je veľmi významná aj teplota vody. Z tohto dôvodu sa zóny produktivity presúvajú podľa ročných období, pričom reagujú na teplotu vodnej hladiny a uhol - a teda intenzitu - slnečného žiarenia. V miernych pásmach pojarnom rozmachu fytoplanktónu nasleduje pokles produktivity, pretože vo vode ubúda živín. V zime sa produkcia zastaví alebo sa podstatne obmedzí, miera prísunu živín a ich uvoľňovanie do vody je väčšia ako miera ich príjmu fytoplanktónom. Produkcia fytoplanktónu narastá, keď na jar zas stúpne teplota, a znovu dochádza k jeho rozmachu, pretože má dostatok živín.