海水运动与其他流体运动一样，可分为层流和湍流两类。海水的湍流运动是一种紊乱的、无秩的随机运动。海洋湍流整体呈现时间的间歇性、空间的斑片状特征。研究表明湍流运动依然符合纳维-斯托克斯流体动力学方程，但由于其方程的强非线性，至今仍得不到湍流问题的普适解析结构。湍流研究方法主要采用平均纳维-斯托克斯方程的直接数值求解、大涡模拟、拟谱方法、统计方法、物理模拟和非线性方法、分形等方法。

湍流具有较强的能量耗散性，因此海洋湍流的生消因素在海洋研究中受到广泛关注。在考虑稳态及忽略空间输运的情况下，湍流的生消主要受控于平均流的剪切（湍动能生成）、浮力通量及黏性耗散。平均流的剪切与雷诺应力相互作用，可使平均流动能减少，进而增加湍流动能，它为湍流动能的源项（生成项）。黏性耗散可导致湍流动能的减少，它为湍流动能的汇项。浮力通量既可以是湍流动能的生成（源）项也可以是湍流动能的耗散（汇）项，这取决于海水的层结稳定性。当海水层结不稳定时，浮力通量为正值，湍流动能增加，此时表现为湍流动能的源项；当海水层结稳定时，浮力通量为负值，湍流动能减小，此时表现为湍流动能的汇项。

湍流运动是典型的随机运动，针对其个体的测量是无意义的，因此海洋研究中更多地关注湍流运动的统计特征与规律，在谱空间上常用于描述湍流运动的有动能谱、温度谱（盐度谱）和压力谱；而在物理空间上常用于描述湍流运动的有脉动量相关函数和结构函数。动能谱、温度谱（盐度谱）和压力谱对于各向同性湍流，湍流动能谱在波数空间包括惯性子区和耗散子区。在惯性子区，大小K和耗散率ε，且遵从柯尔莫戈洛夫的K-5/3律；在耗散子区，动能谱迅速减小。1970年，内史密斯（Nasmyth）基于观测数据拟合出了经验性的湍流动能谱和耗散谱，即内史密斯谱。湍流温度谱在波数空间分为惯性子区、黏性对流子区和黏性扩散子区，在惯性子区仍遵从K-5/3律，在黏性对流子区遵从K-1律，在黏性扩散子区温度谱迅速减小。1959年，G.巴彻勒^[注]给出了湍流温度梯度谱，即巴彻勒谱。内史密斯谱和巴彻勒谱在海洋湍流混合的测量和计算中有着非常重要的作用（见海洋混合的测量方法）。

加拿大纽芬兰的大西洋湍流