海水光散射是指进入海水中的光，一部分被吸收，另一部分发生光波的散射而改变了原来的传播方向发生的光学散射现象

在海水中，散射使光能减弱的量值 与光射入水层的厚度 具有如下微分方程的关係：

式中 称散射係数，海水对光的体积散射是由海水分子导致的，因此海水对光的散射属瑞利散射，按瑞利定律，其散射係数与波长的四次方成反比，即波长愈短，其散射能力愈强，这种散射也称分子散射：

如果散射微粒的半径比光波的波长大，则不按瑞利定律，对这样的微粒，散射係数与波长的平方成反比：

根据电磁波的频谱分布和波长公式 ，在可见光区间（ ）下，波长越短的光其频率越高，在较高的频段（相对应地，波长较短）下分布的主要是蓝紫光，这种光更容易在海水中发生瑞利散射，散射光进入视野，产生的直接视觉感受就是“海水呈现出蔚蓝的颜色”。事实上，大气散射也是类似的原理（散射微粒由海水的分子、胶粒变成了空气中的分子和气溶胶粒），在自然光源的作用下，天空也能够呈现出与海水类似的蔚蓝的颜色。

电磁波频谱示意图

随着海水深度的逐渐增大，散射导致光量的削弱程度也就越大，因而在深海中，光线很暗，呈深蓝色。