Lämpötila vaihtelee vuodenajan mukaan. Lämpötila vaikuttaa kaikkiin fysiologisiin prosesseihin ja useimmat eliöt kasvavat nopeammin lämpimimmissä vesissä. Kesällä niin kutsuttu lämpötilan harppauskerros erottaa lämpimämmän ja kevyemmän pintaveden, ja kylmemmän ja raskaamman pohjaveden toisistaan. Matalilla alueilla lämpötila voi muuttua nopeasti säätilan takia.
Suolapitoisuus määrää, mitkä lajit selviytyvät Itämeressä. Itämeri on maailman toiseksi suurin murtovesialue, mikä tarkoittaa, että sen vesi on sekoitus makeaa ja suolaista. Suolainen vesi löytää tiensä sisään Itämereen Tanskan salmien läpi, kun taas makea vesi virtaa Itämereen jokien tuomana. Useimmat lajit ovat sopeutuneet joko makeaan tai suolaiseen veteen, mutta eivät murtoveteen, jota Itämeren vesi on. Vain muutamat harvat lajit ovat sopeutuneet murtovesiolosuhteisiin ja siksi lajien määrä Itämeressä on alhainen.
Happi on ratkaisevan tärkeää elämän kannalta. Kasvit ja levät tuottavat happea, jota hengitys ja orgaanisen aineksen hajoaminen kuluttavat. Itämeri kärsii happikadosta. Rehevöitymisen seurauksena leväkukinnot lisääntyvät. Kukintojen laskeuduttua pohjaan niiden hajottaminen kuluttaa paljon happea. Koska veden vaihtuminen Itämeressä on vähäistä, myös happipitoisuudet voivat olla hyvin alhaisia. Happipitoisuuden laskiessa alle 4 mg/l alkaa se vaikuttaa eläinten käytökseen. Kun happipitoisuus on alle 2 mg/l, on kysymys happivajeesta, ja monet lajit alkavat kuolla. Kun happipitoisuus laskee nollaan, puhumme happikadosta ja näissä olosuhteissa menestyvät vain anaerobiset mikrobit.
Kirkkaan veden sameus on alhainen, kun taas sameilla vesillä se on korkea. Sameus voi lisääntyä leväkukintojen, rankkasateiden mukanaan tuoman sedimentin ja myrskyjen merenpohjasta nostattaman sedimentin takia. Kirkkaassa vedessä valo yltää syvemmälle, jolloin esimerkiksi meriheinät ja rakkolevä voivat kasvaa syvemmällä. Tätä voidaan käyttää merkkinä meren kunnosta - mitä kirkkaampaa vesi on, sitä syvemmällä kasvit voivat kasvaa.
pH kuvaa veden happamuutta. Valtameren veden pH on noin 8, kun taas Itämeren murtoveden pH on alhaisempi. Matalissa vesissä pH on myös yleensä korkeampi kuin syvemmissä vesissä. Merten happamoituminen (pH:n aleneminen) liittyy ilmastonmuutokseen, ja aiheuttaa ongelmia monille eliöille. Fossiilisten polttoaineiden poltto vapauttaa ilmakehään hiilidioksidia, joka liukenee meriveteen ja tekee siitä happamampaa. Simpukoiden on vaikea rakentaa kuoriaan happamassa vedessä, ja on kuin meren eliöt kärsisivät luukadosta.