Merenpinnan lämpötilat ovat meren pinnalla tehtyjä mittauksia, jotka vaihtelevat ylimmästä millimetristä suurempiin syvyyksiin riippuen käytetystä mittausjärjestelmästä. Valtion virastot sekä yksityiset säätoimistot ja akateemiset säähavaintolaitokset keräävät merenpinnan lämpötilatietoja. Sitä voidaan käyttää sääennusteissa sekä meren terveyttä ja säätä koskevissa tutkimuksissa. Maailman valtamerillä on syvällinen vaikutus ilmastomalleihin, ja niiden tutkiminen voi antaa tärkeän käsityksen erilaisista sääilmiöistä.
On olemassa useita tapoja kerätä merenpinnan lämpötilatietoja. Yksi vaihtoehto on käyttää lämpömittaria suoraan lähteessä. Havaintoasemat voivat myös kerätä tietoja aallonkorkeudesta, sameudesta ja muista kiinnostavista aiheista. Tiedot siirtyvät yleensä etäältä keräyspisteeseen tietojen keräämisen helpottamiseksi. Kun sääasema ei lähetä tai näyttää tekevän virheitä, teknikko voi käydä siellä selvittääkseen, millaista palvelua se saattaa tarvita.
Sääsatelliitit voivat myös kerätä merenpinnan lämpötilatietoja. Satelliittidata vaatii tyypillisesti useita pyyhkäisyjä, koska pilvipeite voi häiritä tarkkoja mittauksia. Satelliittidataa käyttävissä kartoissa jaksolliset tummat täplät voivat edustaa alueita, joita satelliitti ei voinut mitata jatkuvien pilvien tai muiden ongelmien vuoksi. Kuten tukiasemat, myös satelliitit keräävät tyypillisesti erilaisia tietoja lämpötilan lisäksi.
Sääennustajille merenpinnan lämpötilatiedot ovat erittäin tärkeitä. Meren lämpötila vaikuttaa sen yläpuolella oleviin ilmamassoihin. Lämpötilan muutokset voivat aiheuttaa erilaisia sääolosuhteita kirkkaasta, aurinkoisesta taivaasta koviin myrskyihin. Sykliset kausittaiset lämpötilan muutokset auttavat selittämään joitain säämalleja. Säännölliset dramaattiset piikit, kuten lämpeneminen Tyynellämerellä, voivat aiheuttaa ilmiöitä, kuten El Niñon sääolosuhteet, jotka nähdään noin joka viides vuosi.
Arkistot maailmanlaajuisista merenpinnan lämpötilatiedoista ovat saatavilla useiden resurssien kautta. Nämä tarjoavat tietoa, jota tutkijat voivat hakea laajennettuihin ilmastotutkimuksiin. Jotkut vuotuiset lämpötilan muutokset ovat normaaleja, samoin kuin suurempia suhdannekuvioita, jotka voivat esiintyä harvemmin. Tutkijoiden, jotka haluavat tietää, näkevätkö he trendin tai poikkeavuuden, on voitava viitata vanhoihin tietoihin saadakseen lisätietoja siitä, miten meri yleensä käyttäytyy ajan mittaan. Nämä tiedot voivat olla hyödyllisiä myös säämallinnuksessa, jossa meteorologit saattavat haluta verrata ennusteita todelliseen käyttäytymiseen aiemmin määrittääkseen niiden tarkkuuden ja luotettavuuden.