西沙群岛海水的特点是：
水温垂直变化情况是：30米以浅是混合层，无跃层出现，其温度只比表层降低1℃左右；30米以深是温度变化急剧的阶段，到40米水深温度比表层降低4℃，到90米温度降到17～18℃，比表层低10℃左右。
根据历史资料，17～18℃等值线在远离岛屿区水深约150米附近，底层水存在上升的趋势。
水温年变化情况：5～9月份水温最高，月平均温度都在29℃以上；1～4月份水温逐渐上升，1月最低为24℃，10～12月份水温逐渐下降至24.5℃。
此外盐度垂直分布情况是：水深30米以内盐度无显著变化，永乐群岛东北岸一带甚至40米以上盐度仍较均匀；至50米以深才发生较大变化，到55米水层盐度比表层才增加0.55‰，70米水层盐度比表层平均增加0.70‰，到80米水层才比表层增加0.78‰。盐度日变化情况，据观测资料，底层日变幅达0.5‰；盐度年变化与该海区降水量成反比，2月份降水最少，盐度最高达34.0‰，9～10月份降水最多，盐度最低，为33.4‰。