Фи́зика океа́на, раздел океанологии, посвящённый изучению физических процессов в Мировом океане. Физика океана играет ключевую роль в океанологии, поскольку физические процессы в значительной степени определяют условия протекания химических реакций, формирования биологической продуктивности и минеральных ресурсов океана. Физика океана включает гидрологию океана, гидродинамику океана, акустику океана, оптику океана, ядерную гидрофизику и исследование электромагнитных полей в океане.

Гидрология океана изучает физические характеристики морской воды (температуру, солёность, плотность, скорость звука, электропроводность, показатель преломления, теплосодержание и др.), распределение этих параметров по глубине и по горизонтали (а также процессы, определяющие такое распределение), колебания этих параметров на разных временны́х масштабах. Объектами гидрологических исследований являются также тепловой и водный баланс океана, перемешивание вод, образование и таяние льда.

Гидродинамика океана исследует движения вод Мирового океана в широком диапазоне пространственно-временных масштабов: от глобальной циркуляции вод Мирового океана до мелкомасштабных процессов турбулентного обмена. Существенно нестационарные средне- и мелкомасштабные формы движения (синоптические вихри, волны в океане и др.) определяют процессы обмена веществом и энергией как в толще океана, так и на границе раздела океан – атмосфера. В исследуемых физических явлениях принципиальную роль играют эффекты, связанные с вращением Земли, а также плотностная стратификация океана.

Акустика океана исследует распространение в нём звуковых волн, их рассеяние и поглощение в толще вод (особенно на воздушных пузырьках), на поверхности и на дне, а также природные шумы (в т. ч. звуки, издаваемые морскими млекопитающими, рыбами и ракообразными). Оптика океана изучает распространение, рассеяние и поглощение в водной среде света различных длин волн и поляризации, природные световые поля, в том числе поле солнечного света, флуоресценцию, био- и хемилюминесценцию.

Ядерная гидрофизика изучает радиоактивность вод океана (естественного и искусственного происхождения) и её изменения. Радиоактивные химические элементы используются в экспериментальных исследованиях в качестве трассеров водных масс, биологических объектов и др.

Физика океана исследует также электрические и магнитные поля в океане, распространение в нём электромагнитных возмущений, различные магнитогидродинамические эффекты, обусловленные электропроводностью морской воды.

Важнейшая проблема физики океана – взаимодействие атмосферы и океана, определяющее термодинамическое состояние океана. Большинство видов движений воды (например, течения и волны) рассматривается в связи с совместной эволюцией океана и атмосферы в широком диапазоне масштабов – от долгопериодных изменений климата до образования водяных брызг.

Систематические исследования физических характеристик океана начались во 2-й половине 19 в. с первыми экспедициями специально оборудованных судов («Челленджер», Великобритания, 1872; «Витязь», Россия, 1886). На протяжении последующих ста лет основным средством изучения океана были научно-исследовательские суда, на которых размещались измерительная аппаратура (в т. ч. буксируемая за судном), вспомогательная инфраструктура (лаборатории для обработки и анализа данных и др.) и технические устройства.

На рубеже 20–21 вв. возникли новые подходы к изучению физических процессов в океане. Основным средством сбора данных стали автономные роботизированные системы, способные проводить долговременные автоматические измерения различных параметров водной среды (вблизи поверхности океана и в толще вод) и оперативно передавать получаемую информацию с помощью спутниковых средств связи. Наиболее распространённая система такого рода, предназначенная для получения данных о вертикальном распределении основных физических характеристик (температуры, солёности, плотности) вод океана, – свободно дрейфующие профилографы Argo, производящие измерения в процессе периодических всплытий и погружений до глубины 2 км. Начиная с 2005 г. в океане функционирует сеть из 3500 действующих профилографов Argo, распределённых квазиравномерно по всей свободной ото льда акватории океана.

Развитие техники сделало возможным дистанционное измерение многих физических параметров поверхности океана и его верхнего слоя радиофизическими, оптическими и акустическими методами. Дистанционное зондирование океана ведётся с береговых станций, морских судов и стационарных платформ. Аэрокосмические методы дистанционного зондирования океана позволяют проводить высокоточные измерения температуры и солёности верхнего слоя океана, концентрации хлорофилла $\alpha$, взвешенных и растворённых веществ и др. Глобальное покрытие поверхности океана, большой объём и высокое качество получаемой информации определяют приоритетное развитие этих методов и выделение отдельного направления физики океана – спутниковой океанологии.

Численное моделирование гидродинамики вод океана с высоким пространственно-временным разрешением позволяет воспроизводить крупномасштабную циркуляцию океана, мезо- и субмезомасштабные формы движения. Т. н. вихреразрешающее численное моделирование с учётом получаемых в реальном времени данных спутникового зондирования и контактных измерений физических характеристик вод позволило сформировать новую область физики океана – оперативную океанографию, задачей которой является оценка состояния и кратковременный прогноз физических полей океана. На 2016 г. эти методы позволяют получить прогноз трёхмерных полей температуры, солёности и скорости течений на срок до 10 суток. Эти оперативные данные необходимы для повышения эффективности промышленного освоения ресурсов Мирового океана и его шельфа, а также способствуют обеспечению безопасности судоходства и обороноспособности страны.

Результаты исследований по различным отраслям физики океана публикуются в отечественных периодических изданиях: «Океанология» (с 1961), «Известия РАН. Физика атмосферы и океана» (с 1965) и др.