海水の密度は温度、塩分、圧力によって決定されます。これを求める式は状態方程式と呼ばれ、現在は主にUNESCO（１９８１）の海水の状態方程式がもちいられます。
 海水の状態方程式【UNESCO(1981)】
塩分（S[PSU])、水温（T[℃]）、圧力（p[bar]）としたときの密度[Kg/m3]を求めます。
| ρ(S,T,p) |
= |
ρ(S,T,0) / { 1 - p / K(S,T,p) } |
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| ρ(S,T,0) |
= |
ρw + S(0.824493 + (-4.0899×10-3)T + (7.6438×10-5)T2
+ (-8.2467×10-7)T3 + (5.3875×10-9)T4 )
+ S1.5(-5.72466×10-3 + (1.0227×10-4)T + (-1.6546×10-6)T2)
+ S2(4.8314×10-4)
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| ρw |
= |
999.842594 + (6.793952×10-2)T - 9.095290×10-3)T2
+ (1.001685×10-4)T3 - (1.120083×10-6)T4 + (6.536332×10-9)T5
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| K(S,T,p) |
= |
K(S,T,0)
+ p(3.239908 + (1.43713×10-3)T + (1.16092×10-4)T2 + (-5.77905×10-7)T3)
+ pS((2.2838×10-3) + (-1.0981×10-5)T + (-1.6078×10-6)T2)
+ pS1.5(1.91075×10-4)
+ p2((8.50935×10-5) + (-6.12293×10-6)T + (5.2787×10-8)T2)
+ p2S((-9.9348×10-7) +(2.0816×10-8)T + (9.1697×10-10)T2)
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| K(S,T,0) |
= |
Kw + S(54.6746-0.603459T + (1.09987×10-2)T2 + (-6.1670×10-5)T3)
+ S1.5(7.944×10-2 + (1.6483×10-2)T + (-5.3009×10-4)T2)
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| Kw |
= |
19652.21 + 148.4206T + (-2.327105)T2 + (1.360477×10-2)T3 + (-5.155288×10-5)T4
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ポテンシャル水温【Bryden(1973)】
深度が深くなった場合、水温が圧力の影響を受けてしまうため、圧力の影響を取り除いた水温に補正します。この補正された水温をポテンシャル水温といい、塩分（S[PSU])、水温（T[℃]）、圧力（p[bar]）によって求められます。ポテンシャル水温を用いて計算した密度はポテンシャル密度と呼ばれます。
| θ(S,T,p) |
= |
T - p(3.6504×10-4 + 8.3198×10-5T + (-5.4065×10-7)T2 + 4.0274×10-9T3)
- p(S - 35)(1.7439×10-5 + (-2.9778×10-7)T)
- p2(8.9309×10-7 + (-3.1628×10-8)T + 2.1987×10-10T2)
+ (4.1057×10-9)(S-35)p2
- p3((-1.6056×10-10) + 5.0484×10-12T)
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 海水の状態方程式とポテンシャル水温を用いた比重計算は比重計算機で求めることが出来ます。
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