利用太阳能对海水进行浅池蒸发制盐，是人类实现的首个物理化学过程。海盐的生产，导致了近代氯碱化学工业的建立，简称盐化工。诸如氯气、盐酸、烧碱（氢氧化钠）、纯碱（碳酸钠）等基本化工原料，都是从海盐出发制备，而且达到了工业生产规模。从十九世纪中期到二十世纪20年代，出现了盐田卤水综合利用的化学流程和工艺，制得泻盐（七水硫酸镁）、芒硝（硫酸钠）、氯化钾、氯化镁、溴等多种产品。虽然盐田卤水的数量有限，分散而难于集中，不利于发展生产，但在这些经典工作中，比较系统地研究了盐类的溶解和结晶过程的平衡条件，指导了各种产品的分离。1930年前后，海洋资源化学重点研究直接从海水中提取化学物质的问题，研究并发展了海水提溴的空气吹出法和海水提镁的化学沉淀法，分别建立了海水制溴和海水制镁的工业；1935年，进行过用二苦酰胺法从海水中提钾的实验；1952年后，海水淡化技术已得到广泛的应用。从海洋中寻求新的药物资源 从60年代以来，在资源化学的研究中引入了一些精密度较高的分析方法、富集和分离的新技术，这时，液-固分配理论和方法，也被引用到海水微量元素的开发研究中来。为了从海洋中寻求新的药物资源，海洋天然有机物质的开发研究，也较迅速地发展起来。

海洋是地球上最大的连续矿体，覆盖着地球表面的71％，总量约为1.413×109亿吨。其中，水的储量为1.318×109亿吨左右，约为地球上总水量的97％；溶解的盐类，平均浓度可达35000ppm，也就是说，每一立方公里的海水中，含有约3500万吨无机盐类物质。各种天然存在的元素，都已在海水中发现。经检测并初步确定其主要溶存形式的元素，已超出80种，它们在海水中的总量非常巨大，即使是某些痕量元素，如锂（0.17ppm）、铷（0.12ppm）、 碘（0.06ppm）、铀(0.003ppm)、钴(0.0001ppm)等，在海水中的总藏量也都要分别以亿吨、百亿吨甚至千亿吨计算。

海水制盐及卤水综合利用，目前海盐的世界总年产量约5000万吨，主要仍沿用盐田法生产。中国沿海各省都产海盐，1978年产量达1540万吨，居世界首位。为了提高单位蒸发面积的蒸发效率，有的盐场采用了枝条型或垂网型立体蒸发工艺。近年来，有的沿海国家因地理、气象等条件不适于盐田法制盐，研究发展了蒸馏法、电渗析法或冷冻法制盐。 由盐田卤水回收镁化合物、卤化物和其他盐类的化学工艺，经过近一个世纪的研究发展，已相当成熟，在盐田附近建立了许多小型盐化厂。然而，每年全世界海盐的总产量还不到 2立方公里海水的含量，晒盐后剩余的卤水，仅为原纳潮海水体积的1/62，且分散在世界上数以千计的盐场。正是由于这种局限性，盐田卤水的综合利用，尚不能真正形成大规模的海洋化学工业。

氯化钾，是我们从海水中可提取的肥料。钾肥肥效快，易被植物吸收，不易流失。钾肥能使农作物茎秆长得强壮，防止倒伏，促进开花结实，增强抗寒、抗病虫害能力。海水中提钾主要用来制造钾肥。

青海察尔汗盐湖是我国最大的钾盐生产基地，盐湖卤水中还伴生有镁、锂、钠、碘等数十种矿物质，其中仅氯化钾储量就达到1.45亿吨，氯化镁储量近17亿吨，氯化锂储量825万吨……均居中国首位。新疆罗布泊有全中国最丰富的钾盐矿藏资源，罗布泊地区北部钾盐储量2.5亿吨以上，是中国为数不多的钾盐矿中一个超大型钾盐矿

海水提钾，海水中钾的总藏量达 500亿吨左右。早期比较著名的海水提钾方法是二苦酰胺沉淀法。此法曾用于中间规模试产，但有一定缺点。1960年以来，各国多重视吸着法的研究，试用过天然及人工氟石（氟化钙）、海绿石（化学成分与云母相似）、蛭石（形状酷似水蛭，高温下会膨胀）、蒙脱石（微晶高岭石、发现于法国蒙脱），磷酸氢镁、磷酸氢锆、磷酸氢钛和有机高分子吸着剂(adsorbent)等。

海水制镁，镁是重要的金属结构材料，大量用于飞机制造业；高纯度的氧化镁晶粒，是炼钢炉用的优质耐高温材料， 海水中镁的浓度仅次于氯和钠，居第 3位。海洋水体中镁的总藏量约1800亿吨。从海水中制镁时，先加碱使海水中的镁离子生成氢氧化镁沉淀，后者经轻烧、成型、“死烧”，即成氧化镁；欲制取金属镁时，可将氢氧化镁加盐酸转变成氯化镁后进行电解冶炼。 在从海水中提取金属镁的研究中，主要解决了几个难度较高的问题，即无水氯化镁的工业制备，沉淀反应过程中的脱钙和除硼等问题。 世界上镁的年产量近60万吨，大部分从海水制得，从海水中制取氧化镁的生产能力已达到每年 257万吨左右。

溴单质（Br2）在自然界不存在，溴主要是以溴化物的形式散布在地壳和海洋中。溴盐在海水里的含量约65ppm， 溴在海里的浓度比氯小。溴可以在溴含量丰富的卤井与死海（接近50000ppm）中商业开采。溴最主要的生产国是美国，以色列与中国。美国溴含量最多的地方在哥伦比亚与犹尼昂。中国的溴来源位于山东省，而以色列的溴则源于死海的水。使用氯气来处理富含溴的卤水来制备溴，空气吹出法是工业上制备溴素的主要方法。由于溴的商业用途和难保存的特点，人们不会一次性的大量的去制备它。实验室中少量的溴可以经由固态溴化钠和溴酸钾混合滴加浓硫酸（H2SO4）并加热来制备。

海水制溴，溴是化学合成工业的重要原料，近几十年来，由于溴大量用于制备抗震添加剂和高效灭火剂，其需用量日益增加。 溴在海洋水体中的总藏量达95万亿吨，约占地球上总贮溴量的99％。从海水中直接提溴，先后发展了 3溴苯胺法和空气吹出法。后一种方法迭经改进，主要是在浓集步骤中以二氧化硫代替碳酸钠，成为世界上从海水制溴的主要生产工艺。溴的世界年产量约20万吨。

海水提碘，碘是应用已久的药用元素和化工原料，又是近代用于人工降雨和火箭添加剂中不可缺少的物质。海水中碘的总藏量约 800亿吨，但由于其浓度仅为痕量（0.06ppm），因此，由海水直接提碘的研究，进展缓慢。1977年前后，中国学者试用过一种无机银盐型吸着剂，可同时富集海水中的碘和溴。 另外，还有用“液-固分配”的富集方法提取海水中的金和锂的探索性工作。 单项提取微量元素的费用比较高。有的国家结合海水淡化，研究从浓盐水综合提取多种化学元素，以期充分利用物质和能量，达到降低成本的目的。

铀通常被人们认为是一种稀有金属，地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5，即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。但铀在各种岩石中的含量很不均匀。例如在花岗岩中的含量就要高些，平均每吨含3.5克铀。在地壳的第一层（距地表 20 km）内含铀近 1.3×10^14 吨。依此推算，一立方公里的花岗岩就会含有约一万吨铀。由于提取铀的难度较大，所以它注定了要比汞这些元素发现的晚得多。尽管铀在地壳中分布广泛，但是只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床。

海水提铀，海水中铀的浓度虽低，每吨海水平均只含3.3毫克铀，但它在海洋水体中的总藏量约45亿吨，较陆地储量多2000倍左右，是巨大的潜在核能资源。近20多年来，试用过水合氧化钛、碱式碳酸锌、硫化铅、粘土、泥炭、氟石、有机树脂等铀吸着剂和某些藻类即生物浓集剂。其中，以水合氧化钛吸着剂为基础的研究进展较快，每克钛吸着剂平均可富集500～600微克铀，接近陆地上某些贫矿的含铀品位。在海水提铀工作中，较重要的突破是应用了某些特异结构的树脂和纤维物质作为海水提铀的吸着剂；其捕铀量甚至可达到陆地上某些富铀矿的品位。有的国家已着手建立略具规模的海水提铀实验工厂。

海洋食品，人类利用海洋生物作为食品来源，已有悠久的历史。但在以往，除了海藻多糖、氨基多糖、甘露醇等含量较丰富的化学成分曾被研究和利用外，对于海洋生物体中的微量物质却很少研究。20世纪60年代以来，由于分析、分离技术和结构测定手段的不断进步，使海洋天然有机物的化学研究，得到了迅速的发展。 海洋生物圈产生着许多对人类有用的天然有机生理活性物质。例如来自河鲀类的“河鲀毒素”，是可用于癌症后期疼痛时的缓解药；来自海绵类的阿糖核苷，对白血病有肯定的疗效；其人工合成的高活性类构物质阿糖胞苷，现已投产并临床应用；从海产沙蚕分离出来的“沙蚕毒素”，是一种无残毒的海洋农药；海带类褐藻中存在的海带氨酸，有降低血压的良好药效；海人草所含的海人草酸有高效的驱蛔虫疗效。从海藻取得的褐藻酸钠，已广泛地用于食品工业、纺织工业和造纸工业，且具有抑制人的胃肠道吸收放射性锶的特殊功效。其他资源1972年前后，相继在柳珊瑚属中发现了含量颇高的前列腺素15(R)-PGA2、15(S)-PGE2和15(S)-PGA2等，它们不仅在医药方面有应用价值，而且对生命的研究也有一定的理论意义。此外，国内外还相继研究了海洋生物中一些结构特异的甾体、杂环和萜类物质，它们都有一定生理活性。

海洋淡水资源，海洋中最重要的资源，首先是水本身。近代人类活动的扩展，造成对可用水的需求量不断增长。海水淡化是20世纪50年代迅速兴起的一门应用科学，是海洋开发的重要部分，已经研究并发展起来的海水淡化方法，按其主要特点，可分为蒸发法、膜分离法和冷冻法3种类型。

海底石油和天然气是沿海各国极为重视的海底有机热能资源。此外，存在于深海底部的锰结核是镍、锰、钴的重要资源，各国已注意对它们的采集和分离。 海水中含有约 200万亿吨重水，其中所含的氘，是一种有前途的热核能资源。 总之，充分开发利用海洋化学能源，是海洋科学的一项重大的研究课题。