这种变化有短期的，如日变动、季节性变动、年变动和偶发性变动等，其升降幅度小，且常是局部的；也有长期的，即地史期间的海平面变化，其变动幅度大，是大区域性甚至是全球性的。长期海平面变动引起的最直接后果是海进或海退，导致海岸线移动，海陆变迁，改变海陆之间的物质平衡。对大陆架和海岸地貌的基本特征、浅海与近岸沉积物和沉积矿产的形成产生很大影响。使海岸工程或港湾建筑被淹没、侵蚀乃至废弃，河道由于基准面的变化或淤或冲。因此研究海平面变化规律、预测其发展趋势，对研究第四纪地质、新构造运动、探索气候变化规律以及对于人类社会、经济的可持续发展都较为重要。 

海平面变动受多种因素的控制和影响，主要有：地球运行轨道参数周期性变化所引起的冰川-海平面变动、构造-海平面变动、大地水准面-海平面变动、水压均衡作用、冰川均衡作用和流变均衡作用等。这些因素中，全球性构造运动对整个地史时期的海平面变动起决定性作用。 

①冰川-海平面变动。地球绕日运行，轨道偏心率、黄赤道交角和岁差分别具有10万年、4万年和2万年的周期性变化，从而影响地球接受太阳辐射的能量，引起气候的周期性变化。在气候寒冷的地质时期，极地周围形成冰盖，海洋中的海水量减少，海平面降低。当气候转暖时，冰盖融化、冰水流回大洋、海平面升高。不同学者估计全球现代冰川体积在20×10⁶～34.75×10⁶立方千米，如果全部融化，将使海面升高50～85米（未考虑因海水增多而发生的海底均衡下沉）。按第四纪末次冰期冰盖的体积估算，当时的海平面比现在低135米。对这种海面升降幅度的估计各学者不尽相同，主要看如何估计南极大陆的冰盖厚度。尽管如此，第四纪以来海平面变动主要是由冰川消长所引起的论点已基本上得到公认。 

②构造-海平面变动。因构造运动而引起的海平面变动。有的是全球性的，有的是局部的、地区性的。引起全球性海平面升降的构造作用是洋盆容积的变化、洋底下沉或新洋盆形成。世界洋盆的总容积增大，导致海平面降低。相反，洋底抬升，某些洋盆消失，可使海平面升高。板块构造学说认为海平面变动与海底扩张速率有关。大洋中脊上增生的物质是热的，随着时间推移而逐渐冷却，变得致密，因而洋底岩石圈在横向扩张移运过程中随时间而下沉。如果海底扩张速率很快，距中脊顶部一定距离的洋底没有足够时间以冷却到“正常”程度，洋底就比正常情况下高，因而即使海水量不变，由于洋盆容积减小，海面也会升高。相反，海底扩张速率很慢，海面降低。海底扩张速率变化引起的海平面变动，周期长达数百万年，变化幅度可达300～500米。另外，还有人认为大洋中脊系长度变化会影响洋盆的容积。在大陆分裂期大洋中脊发展，导致世界范围的海侵，而在大陆汇聚形成超大陆时，则造成海退。局部性的地壳升降运动，引起区域性的海平面变动。这种变动不是海平面与地心之间的距离变化，而是由于地壳升降而引起的海面相对于陆面之间的距离的变化。这种变动往往叠加在全球性海平面变动之上。

③大地水准面-海平面变动。大地水准面受地球重力控制。由于地球内部物质分布不均匀，引起重力的变化，大地水准面的形态也随之变化。这种海平面变动表现为有些海区海平面升高，另一些海区海平面降低，从而使全球各地海平面升降既不一致，也不规则。据N.A.默纳尔1976年的资料显示，新几内亚的高海面与马尔代夫群岛附近的低海面高差达180米。 

④水压均衡作用。当冰盖融化，冰水回流入海，海底因水负载增加而下沉，直到新的平衡建立为止。有人估计近7000年来因负载影响洋盆下沉了8米，大陆上升了16米。其对陆架区的影响更显著。 

⑤冰川均衡作用。在覆冰区巨大的冰盖使下伏的地壳下沉，因岩石圈具有弹性，下沉范围远超过覆冰区；而在冰前沉陷区外侧，地壳向上弹性隆起。当冰盖消融后，地壳又因弹性恢复到原来的状态。末次冰期以来，在斯堪的纳维亚地区均衡上升了约300米，现仍以每百年一米的速度继续上升。 

⑥流变均衡作用。地球流变论认为黏弹性地球和其上的水体处于多种因素的作用下，并不断调整以达到平衡状态。因此上浮的冰川及水压的均衡影响不是局部性的，它波及全球，形成若干海面上升区和下降区。J.A.克拉克（J.A.Clark）提出全新世（距今1.5万年）以来全球海平面变化的数学模式，把世界大洋分为6个海面升降各不相同的地带，指出由冰川作用引起的海平面变动，在各地是不一致的。这一模式已得到全球13个地点观测资料的证实。 

连续的第四纪海平面变化重建是基于有孔虫的氧同位素^δ18O或者浮游有孔虫的氧同位素^δ18O和Mg/Ca-海水表面温度（sea surface temperature，SST），可追溯到大约50万年前。由于第四纪海平面变动的控制因素是冰川作用，因而重建的50万年来海平面曲线都表现出冰期低间冰期高的特征。深海氧同位素（Marine Isotope Stage，MIS，下同）5.5、MIS7.1和MIS7.5期的高海平面几乎与现代海平面高度一致，而MIS9.1期则比现代稍低。MIS2.2、MIS6.2、MIS8.2和MIS10.2期的低海平面高度几乎相似（约-120米），而在MIS6.5期海平面处于中等高度（约-30米）。35ka（1ka=1000年，下同）以前，海平面大致接近现在位置，末次盛冰期（15ka～20ka），海平面比现代海平面低130米左右，随后迅速上升到现代位置。末次盛冰期以来尤其是末次冰消期，出现了几次冰雪融水脉冲（MWP）。19-kaMWP发生在约19ka，终止了末次盛冰期时的低海平面，海平面快速上升了10～15米。MWP-1A发生于14.65ka～14.31ka，快速的海平面升高打断了冰消期海平面缓慢的增长趋势，其持续的时间与博林（Bølling）暖期一致，此时海平面上升12～22米。MWP-1B发生于11.5ka～11.2ka，此时海平面上升约15米。MWP1c发生于9.5ka～9.2ka，此时海平面升高约20米。尽管对这些冰雪融水脉冲事件的定时、幅度以及融水的来源问题还存在争议，但毫无疑问这些快速变化过程对于理解冰盖动力学以及气候驱动机制非常重要。

对于全新世海平面变化的过程，大致有以下三种意见：①在6ka，海平面比现代海平面高3～4米，此后海平面上下波动，最后达到现代位置。②海平面持续上升，但在15ka～5ka迅速上升，之后缓慢上升到现代位置。③认为在5ka～3ka，海平面已升至现代位置，以后无大变动。很多人认为现在海平面正以每年1毫米的速度在上升。但是考虑到大地水准面-海平面变动等因素，不同地区的海平面变动过程应有所差异。 

中国海洋地质学者在东海陆架边缘发现了古海岸线，用碳14（¹⁴C）法测出其中生物残骸的年龄为15ka左右，陆架上发现有阶地和古河谷。学者们几乎一致认为，当时东海的海平面处于最低位置，比现代海平面低130～160米，古海岸线在东海冲绳海槽西坡的陆架外缘。15ka～6ka海面迅速上升到现代位置，至于是否曾高出现代海平面认识不一。5ka以来海平面变动不大。中国沿海的大陆架就是因冰川消融、海面上升而使滨海平原被海水淹没而形成的。 

根据调查得知，在冰期低海面时，大片陆架浅海出露成陆，从而使日本与中国、亚洲与美洲（沿白令海峡）、英国与欧洲大陆、澳大利亚与新几内亚等相互连接，这对植物群和动物群（包括古人类）的迁移有着深远的影响。近百年来海平面呈上升趋势，被认为是大气中温室气体增加、全球变暖所致，在沿海低地和大河三角洲地区尤为明显。相对海平面上升加剧了洪涝灾害、风暴潮的威胁和河口盐水的入侵，使排洪、排涝、排污难度加大，水质变坏，供水困难，生态环境恶化，已引起科学界和各国政府的高度重视。