人们往往会认为，如果消除了波浪和高低潮汐的影响，海平面顾名思义将是一个平面，但事实真的如此吗？事实上，正如地球陆地表面高低不平一样，海洋的表面也不平。分布在世界各地的海洋表面都在以不同的速度发生变化。

科学家通过测量发现，海洋表面有三个较大的隆起区域，一个在澳大利亚东北部海区，隆起高达76米;第二个区域在北大西洋，隆起高度是68米;另一个在非洲东南部，隆起区域高为48米。另外，地球上还有三个较大的凹陷区域，一个在印度洋上，凹陷深达112米;第二个区域在加勒比海，凹陷深度为64米;第三个区域在加利福尼亚以西，凹陷深度為56米。相关的卫星图片也显示，美国西海岸的绝对水位高于东海岸的水位。

严格来说，海平面的相关定义有“全球海平面”、“本地海平面”以及“相对海平面趋势”等等。全球海平面指的是所有地球海平面的平均高度，我们经常提及的“全球海平面上升”指的就是全球平均海平面上升趋势的增加。本地海平面是指沿海岸相对于陆地上特定点所测量的水位高度，通常是潮汐站所测量的当地海平面高度。而相对海平面趋势则反映了当地海平面随时间的变化趋势。这种变化趋势是诸多沿海数据应用中最为关键的一个，包括沿海测绘、海洋边界划分、沿海区域管理、海岸工程等都会用到这一指标。

引起海平面差异的原因则有潮汐、观测角度，以及海底物质的不同。凹凸不平的海底中蕴含着铁镍和其他重要物质组成的大量沉积物。所有这些物质的存在不仅使海底地形或地球表面凹凸不平，也会使地球不同地方的质量差异很大。这种物质的积聚，可以使其表面引力弯曲，从而形成一种动力，驱使海水离开一个地区而流向另一个地区。