Các dòng chảy sâu qua biển Molucca bao gồm một luồng chảy sâu từ Thái Bình Dương qua máng Sangir vào biển Selebes, trong khi nhánh sâu kia có dòng chảy qua bồn địa Morotai và thoát ra qua bồn địa Gorontalo ở phía nam Sulawesi cũng như qua eo biển Lifamatola vào hai biển Banda và Ceram. Độ mặn bề mặt có dung sai tối đa 0,3 ‰ từ độ mặn trung bình năm là 34,0 ‰, mặc dù các độ mặn cao hơn đã được ghi nhận tại hai đầu cực bắc và cực nam vào giai đoạn cuối năm. Nhiệt độ nước bề mặt dao động từ 28,3 °C trong tháng 6 tới 27,0 °C trong tháng 1.

Gió mùa là nguyên nhân chính tạo ra sự luân chuyển nước bề mặt, thay đổi chậm về hướng từ đông bắc tới bắc-tây bắc trong mùa hè vùng gần xích đạo và nói chung sẽ đổi hướng trong các tháng mùa đông. Như thế một hải lưu chảy chậm theo hướng tây nam dọc theo rìa phía đông của biển cùng với một dòng chảy theo hướng bắc với cường độ tương tự ở nửa phía tây trong các tháng mùa đông. Dòng chảy theo hướng bắc được duy trì quanh năm, ngoại trừ ở đoạn phía bắc nơi dòng chảy trực tiếp theo hướng đông-đông nam diễn ra trong các tháng mùa hè[2].