Deniz yüzey sıcaklığı; gemi, şamandıra ve deniz suyu termometreleri tarafından ölçülen, okyanusun birkaç metre derinliğe kadar olan bölümündeki yüzeyaltı yığın sıcaklığını ifade etmek üzere kullanılmaktadır. 1940'lı yıllardan itibaren gemiler tarafından ölçümler, doğrudan denizden alınan su örnekleri yerine motor tarafından emilen su örnekleri ile yapılmaya başlamıştır. Uydu bazlı kızılötesi "skin" sıcaklığı (denizin bir milimetre kalınlığındaki en üst tabakası) veya mikrodalgalar ile ölçülen en üstteki bir santimetre kadarlık kısmın sıcaklığı da bu amaçla kullanılmakta olup; bu ölçümlerin yığın sıcaklığı ile uyumlu olabilmeleri adına ayarlanmaları gerekmektedir.