Nước biển sâu, hay nước đại dương sâu (DOW), là tên gọi cho vùng nước lạnh, mặn phát hiện sâu bên dưới bề mặt của đại dương của Trái Đất. Nước biển khác nhau về nhiệt độ và độ mặn. Nước ấm ở bề mặt thường mặn hơn nước ở dưới sâu hoặc nước cực lạnh;[1]. Ở các vùng cực, các lớp nước biển phía trên lạnh và ít mặn hơn, so với vùng biển nhiệt đới.[2] Nước biển sâu chiếm khoảng 90% thể tích của các đại dương. Nước biển sâu có nhiệt độ rất đồng đều, khoảng 0-3 °C, và độ mặn khoảng 3,5% hoặc theo các nhà hải dương học là 35 ppt (phần nghìn).[3]Tại các địa điểm chuyên biệt như Phòng thí nghiệm năng lượng tự nhiên của Hawaii (NELHA) nước biển được bơm lên bề mặt từ độ sâu khoảng 900 mét (3000 feet) để ứng dụng trong các hoạt động nghiên cứu, thương mại và tiền thương mại. DOW thường được sử dụng để mô tả nước biển ở độ sâu ứng với nhiệt độ đủ để cung cấp sự khác biệt có thể đo được về nhiệt độ nước.Khi nước biển sâu được đưa lên bề mặt, nó có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Công dụng hữu ích nhất là nhiệt độ của nó. Ở bề mặt Trái đất, hầu hết nước và không khí đều có nhiệt độ cao hơn 3 °C. Sự khác biệt về nhiệt độ là dấu hiệu cho thấy sự khác biệt về năng lượng. Khi có một gradien năng lượng, có thể khai thác năng lượng đó để sử dụng hiệu quả cho con người. Giả sử nguồn nước đại dương sâu thân thiện với môi trường và được bổ sung bởi các cơ chế tự nhiên, nó tạo thành một nguồn năng lượng sạch hơn so với năng lượng có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch hiện tại.Cách sử dụng đơn giản nhất của nước lạnh là cho điều hòa không khí: sử dụng chính nước lạnh để làm mát không khí giúp tiết kiệm năng lượng mà máy nén khí sử dụng để làm lạnh truyền thống. Một ứng dụng khác có thể là thay thế các nhà máy khử muối đắt tiền. Khi nước lạnh đi qua một đường ống được bao quanh bởi không khí ẩm, kết quả là thu được nước ngưng tụ. Nước ngưng tụ là nước tinh khiết, thích hợp cho con người uống hoặc tưới cây. Thông qua một công nghệ gọi là chuyển đổi năng lượng nhiệt đại dương, sự khác biệt nhiệt độ có thể được chuyển thành điện.