海洋覆盖了地球表面的70%以上，具有非常高的热容量，自 1955 年以来，地球因温室气体增加而保留的多余热量的 90% 以上已被海洋吸收，至少三十年来，海洋温度一直在持续上升。科学家认为，随着大气中温室气体的积累，未来十年全球海面温度将继续上升。下图显示了2000米深度范围内内海洋热量的年度估计（蓝色阴影区域表示95%的不确定性），可以说是一路上涨。

大部分增加的海洋热量储存在表面，即0到700米的深度，储存在海洋中的热量导致其水膨胀，这是全球海平面上升的主要原因之一。过去10年是海洋至少自19世纪以来最温暖的十年。2022年是海洋有记录以来最温暖的一年，也是全球海平面最高的一年。除了海平面上升，海洋变暖的影响还包括珊瑚白化、极地主要冰盖加速融化、热带气旋强度增强以及海洋健康和生物化学变化。

而在海洋变暖过程中，海洋热浪（MHW）是海洋中持续时间较长的高温极端事件，极大地影响全球海洋生态系统的整体健康，包括改变海洋物种的区域分布，改变大型海洋生态系统，并增加人类与野生动物的负反馈的风险，进而对气候系统和社会经济造成严重影响。一般将海洋表面温度视为MHW的核心指标，近年来，随着海洋调查工具的更新和广泛分布，科学家开始利用Argo实时海洋观测网的剖面浮标、盐度数据乃至使用系泊浮标、水下滑翔机等更加“立体”的观测海洋温度变化。2013 年，一股名为“The Blob”的巨大海洋热浪在阿拉斯加海岸外形成，并很快沿着北美太平洋沿岸向南延伸至墨西哥。它持续的时间比任何人预期的都长得多，摧毁了渔业，引发了有毒的藻类大量繁殖，扰乱了海带森林，并导致海鸟饿死。

同时人们逐渐发现，除去基于较为浅表的海洋热浪（MHW）事件，底部海洋热浪(BMHW)似乎比其前者更加严重的影响了海洋生态。强烈的海洋底部温度变化会对大陆架沿线的底层物种的生产力和组织产生独特而显着的影响，比如海洋底层水温异常与阿拉斯加湾太平洋鳕鱼数量的下降、加利福尼亚海流系统中底栖鱼类发生的变化、入侵的狮子鱼向美国东南部沿岸的新沿海地区进军，其导致数百万美元的龙虾渔业几近崩溃（因为龙虾削弱的免疫系统受到寄生虫的威胁）、美国东北部大陆架上扇贝捕食能力变化均有关。

对北美周围大陆架水域的新分析发现，在较为浅层的沿海地区，海洋底部温度变化和海表面温度异常高度相关，但次表层洋流与复杂水深特征的相互作用可能导致底部海洋热浪不仅在不同深度范围达到峰值，而且比相应海表面温度异常更强烈。此外，由于远在混合层以下的底层水不向大气输热，这些底层水温异常可能比同一地点的海表面温度异常持续时间更长。不过和海洋表面有大量的数据支持不同，针对海洋深层温度的研究大多不得不从海洋表面观察进行推断，将这些数据输入计算机模型以模拟从深处涌出的洋流，将必需的营养物质带到沿海水域。分析侧重于北美的西海岸和东海岸，使用从 1993 年到 2019 年这三十年的数据来生成分辨率为 8 公里模拟，足勾勒出升温区域如何覆盖北美的海底，该模型显示，海底的温度升高峰值从0.5 °C到 5 °C不等，在大陆架较深部分异常范围低至 0.5 °C，在约 100 米深的加利福尼亚湾大部分地区高达 5 °C。

具体而言，海底温度异常从地表到 100米深度呈现正相关，然后从100–200 米 呈负相关， 200–400 米 逐渐趋于平稳。最暖的温度异常出现在 50-100 m 的海洋深度，加利福尼亚海流和加利福尼亚湾的该深度的平均值分别达到 2.9 °C 和 3 °C。而相比之下，沿墨西哥湾和北美东海岸并未显示深度与温度之间的相关性，这可能是由于这些大陆架中复杂的测深和海洋学特征，比如底部海温变化可能主要受大陆架断裂前沿不稳定性影响，而缅因湾的底部温度变化与强烈的潮汐混合以及可能由拉布拉多洋流引起的海洋热平流或墨西哥湾流经东北海峡的较深海域。

海洋深层为何变暖？主流的解释是厄尔尼诺形成的大气强迫，2014-2016年，加利福尼亚湾、加利福尼亚海流和阿拉斯加湾的变暖有两个峰值，一个是2014年至2015年初，另一个是2015年底至2016年。其中第一个高峰与一系列主要的东北太平洋海洋热浪的演变相对应，在这一时期，大规模的大气环流异常在北美西海岸产生了强大的地表风，促进了加利福尼亚海流系统中海洋热浪​条件的发展，这与厄尔尼诺发展的轨迹相互匹配。

不过也有一些非主流观点认为，一些未被发现的海底火山的喷发主导这些海洋深处的变暖，不过这种观点从未得到过证实，只是作为气候变化怀疑论的非合理论据呈现在人们面前。