La temperatura superficial del mar (TSM) es la temperatura del agua en la capa más externa del océano, aunque su definición exacta varía según el método de medición: un satélite capta el milímetro superior, una boya mide a 1 metro de profundidad y los barcos suelen analizar el agua a unos 5 metros. Las técnicas para medirla han evolucionado desde termómetros sumergidos hasta sistemas automatizados, siendo las boyas fijas (que miden siempre a 1 metro) las más exactas y repetitivas, destacando la red del Pacífico ecuatorial establecida desde 1990 para monitorear el fenómeno de El Niño. Desde los años 1980, los satélites han revolucionado el estudio de la TSM al medir la radiación infrarroja del océano, ofreciendo una visión sinóptica y de alta frecuencia que permite cubrir en dos minutos el área que un barco tardaría diez años en recorrer. Sin embargo, los satélites presentan limitaciones: solo perciben la "piel" del océano (0,1 mm) afectada por la evaporación y la radiación, y no pueden ver a través de las nubes, lo que complica las comparaciones con boyas y barcos. En cuanto a los fenómenos meteorológicos, temperaturas superiores a 26 °C son generalmente favorables para la formación de huracanes o ciclones tropicales, y la teledetección ha revelado que tras el paso de estos, la superficie se enfría debido a la mezcla de aguas de diferentes temperaturas. A pesar de las dificultades técnicas, los beneficios de las observaciones satelitales superan con creces sus inconvenientes, permitiendo un análisis sin precedentes de la dinámica oceánica y su interacción con el clima.