Температура поверхностных слоёв воды летом в Финском заливе составляет 15—17 °C, в Ботническом заливе — 9—13 °C, в центре моря — 14—17 °C. С увеличением глубины температура медленно понижается до глубины термоклина (20—40 метров), где происходит резкий скачок до 0,2—0,5 °C, затем температура растёт, достигая дна 4—5 °C.соленость морской воды уменьшается от Датских проливов, связывающих Балтийское море с солёным Северным, к востоку. В Датских проливах солёность составляет 20 ‰ у поверхности моря и 30 ‰ у дна. К центру моря солёность уменьшается до 6—8 ‰ у поверхности моря, на севере Ботнического залива опускаясь до 2—3 ‰, в Финском заливе до 2 ‰. С глубиной солёность увеличивается, достигая в центре моря у дна 13 ‰. В отличие от океанической, вода Балтийского моря пригодна для кратковременного питья и утоления жажды без вреда для здоровья, например, в экстренных ситуациях.
