海水水质基准是海洋环境质量基准的重要组成部分，是制定海水水质标准的依据。水质基准的确定关键在于建立海水介质中各种污染物浓度/剂量与海洋靶系统（海洋生物、人群和生态系统）响应（或反应）间的定量关系。确定海水水质基准的主要依据是毒性试验研究或现场调查得出的环境毒理学数据资料。

海水水质基准的定值方法有两种：非理论支持的经验性的“评价因子定值法”和基于数理理论支持的“模型外推定值法”。①评价因子定值法指将敏感生物的毒性数据乘/除以相应的评价因子或代入相应的经验公式中推导出水质基准的方法。该方法基于对化学物质效应评价的长期经验，在毒性数据量偏少的情况下，该方法被广泛应用，但该法在某种程度上强烈依赖于敏感生物的毒性值，不确定性较大。②模型外推定值法。数理统计方法，其理论基础为物种的敏感性分布（SSD）理论。描述物种敏感性分布差异的函数被称为物种敏感性分布模型，主要内容包括：①通过最大似然估计或其他方法，将污染物对生物的效应浓度拟合为未知参数的频数分布模型。②由求出的频数分布模型定义危害浓度。该方法利用多种受试生物的毒性数据，不确定性较小。

国际上比较成熟的海水水质基准方法体系有美国环境保护署（U.S Environmental Protection Agency; EPA）的双值型水质基准体系，欧盟的海水水质基准方法体系《FHI导则》，荷兰的海水水质基准方法体系《RIVM导则》，加拿大的海水水质基准方法体系等。有关中国海水水质基准体系的研究正在开展中。