人们把海洋称为“热锅炉”。当然，为这个庞大无比的“热锅炉”加热煮海的，不是我国民间传说中的张羽，而是太阳。
太阳光经过15亿千米，历时8分钟的旅行后，除掉损耗，约将80万亿千瓦的太阳能照射在地球上。海洋占据地球表面积70％以上，那么约有60万亿千瓦的太阳能被海洋吸收了。算下来，海洋一昼夜所接受的太阳能相当于1700多亿吨优质煤的热量，而目前人类一年的能源消耗才不过是100亿吨标准煤。
海洋所接受的太阳能，除了一小部分直接反射到空气中以外，大部分被海水吸收。海水吸收了太阳能，水分子运动速度加快，水温升高。这样，太阳光的辐射能就被转化为海水水分子热运动的动能贮存起来。海水贮存的太阳能，就是人们常说的海洋热能。海洋热能的储量极大，估计不下40万亿千瓦，取其千分之一，即400亿千瓦，大概就能满足2000年全世界全部能源需要。
根据能量守恒定律，自然界所发生的一切过程中的能量，既不会消灭，也不会产生，可以从一种形式转变为另一种形式。英国物理学家焦耳求得了热功当量：将1千克水的温度升高1℃，必须做约4180焦耳的功，反过来也是一样。根据这个公式，一些海洋工作者设想，要是能使海水温度在人工控制下降低，把它的内能转变为有用的功，去驱动机器，然后将机械能转变为电能那该多好啊！经过简单计算，结果令人振奋：如果一部机器1秒钟吸进1吨水，温度自动降低20℃，它所释放出的热量以4％～6％的效率变成电能，就可发出3000千瓦的电力来。
诱人的前景驱使人们对利用海洋热能发电进行研究。最初，有人提出利用赤道附近暖和的表层海水作为热源，用极地海水作为冷源，使海水产生温差进行发电。然而，按照这样的设想，必然要耗费巨资去敷设上万千米的管道，抽水的动力也将大得不堪设想，更不用说海水输送过程中的热量损失了。看来，这个设想是“远水冷却不了近热”。
那么，到哪里去找“冷海水”呢？人们经过观察测量发现，射到海面上的太阳能，在海面上层就被迅速吸收了，阳光射线受到海水的阻挡，越往深水吸收的热能越少。因而，海洋深层的水温比起表层的水温要低得多。例如，在低纬度海域大洋水下500米深处的水温，基本在5～10℃，而在3000米深处的水温则终年处在1～2℃。如果把赤道表层海水作为热源，把2000米底层的海水作冷源，上下温差可达26℃以上，就可以用作温差发电。由此可见，用一根水管把底层的冷水抽上来，就可以“近水冷却热源”了。
1881年，法国科学家德松瓦尔研究了海水表层和深水层存在的温差之后，大胆提出：海洋热能是可以转化为电能的。他还预言海洋所储存的太阳能迟早有一天会被人类大规模利用。
那么有了“热源”，又有了“冷源”之后，是不是就可以把海洋热能转换为电能了呢？问题没有那么简单。我们知道，只有使海水沸腾产生蒸汽才能推动汽轮机转动发电。可是海水的“热源”，只有30℃左右，要把它加热沸腾，势必要耗费大量的燃料，这是很不经济的事情。那么有没有一种简便经济的办法使热能转换为电能呢？根据水的物理特性，我们知道，在1个大气压下，水温升到100℃，水便沸腾；另一方面，在水温度不变的情况下，当压力降到一定值时，水也会沸腾。这种获得蒸汽的方法叫“扩容法”。用“扩容法”得到的蒸汽能否推动机器发电？法国科学家克劳德率先进行了试验。
克劳德是德松瓦尔的学生。在德松瓦尔提出海洋热能可以利用以后，为了寻找开发海洋热能的具体途径，克劳德作了进一步的探索。1926年11月15日，他和鲍切特合作，进行了一次海水温差发电的模拟实验。他俩取来两只容积各为25升的烧杯，左边的一只装有小冰块，右边的一只装着28℃的温水（与热带海域表面水温相近），然后用管道将两只烧杯连成一个密闭系统，外接一台真空泵。系统内有喷嘴、涡轮、发电机，用引线接出3只小灯泡。有人称这是一个“魔术装置”。
试验开始了，在法兰西科学大厅里，人们的目光都盯着这个“魔术装置”，看它到底能不能发出电。只见克劳德用真空泵将烧瓶内的空气抽出，使烧瓶内只有大气压的1/25时，温水就变得沸腾起来，接着涡轮机转动了，3个小灯泡同时发出耀眼的光芒，全场顿时响起一片欢呼声。
克劳德完成了实验室试验后，于1930年，在古巴海岸建起一座22千瓦的海水温差电站。这个电站是建造在海岸边上的，所以叫海岸式海水温差电站。该电站以海边27℃的表面温海水为“热源”，以离海岸2千米远650米深处的冷海水为“冷源”，以“开式循环方式”（也叫克劳德循环）发电，发电量可达22千瓦。
这座海水温差电站虽然发出了电，但却存在一个突出的问题：就是冷水抽水泵消耗的功率太大，以至于电站发出的全部电力还不能满足抽水泵的需要，所以电站不仅不能向外供电，还得从外部为电站供电。自然，这样的电站没有实用价值。后来，遭到海浪袭击，电站被摧毁了。实践使克劳德认识到，用长管子通到海底去抽取海水的做法行不通。
1934年，克劳德又搞出一个新设计，取名叫“浮标式温差发电站”。他把发电机安装在一条叫“突尼斯”号的驳船上，驳船用锚固定在巴西的一处海边。抽水管垂直放入海中，它的上端是一个浮标，下端系着重物以保持管子垂直。令人遗憾的是，悬在海中的管子受到海浪的冲击摇来摆去，最终断裂开了。克劳德一气之下，把整个设备沉到了海底。
为了摆脱海浪的干扰，后来克劳德又想到干脆在海底挖一条隧道，把管子放进隧道，结果也没有成功。1948年，法国人在非洲象牙海岸首都阿比让附近海边又建立了一座温差发电站，并在抽水管质量上作了改进。由于这个电站仍采用克劳德的方式，因此有效利用率不大。尽管克劳德的种种努力都未取得理想的结果，但他的尝试给后人留下了有益的经验。
由于海洋热能转换技术复杂，设备成本昂贵，加之当时陆地火力发电供需不存在问题，海洋热能发电研究被搁置起来。直到20世纪60年代，世界出现“能源危机”时，海洋热能开发利用又引起了人们的重视。
1964年，美国的安德森父子在总结前人成功与失败的经验教训之后，提出了海水温差发电的新方案。他们父子的新方案有两点突破性改进：一是把整个发电设备安装在一个巨大的浮体上，使之浮于海中，这样就可以大大缩短冷水取水管的长度；二是不再直接以海水为工作介质而采用低沸点的液态丙烷、氨、氟里昂等物质作为闭路系统中的工作介质。这样，可使用小的高压涡轮气体发电机，而不必采用克劳德使用的那种庞大的低压蒸汽涡轮机了。安德森父子的这种工作方式叫“闭路循环方式”。
目前对海洋热能的开发利用尚未进入大规模实用阶段，还有一些技术问题、经济问题、对环境的影响等问题，有待于进一步研究解决。但是，海洋热能发电，在技术上毕竟取得了重大突破，其前景是令人乐观的！
