L'altezza del livello del mare non è costante nel tempo, ma varia su scala globale in funzione dell'aumentare o del diminuire del volume di acqua disponibile negli oceani: questa variabilità dipende essenzialmente dalle oscillazioni climatiche indotte dalle periodiche variazioni dei parametri orbitali del pianeta.
E' interessante notare che durante la bassa marea l'acqua si ritira fino a 18 chilometri dal monte. Il variare del livello della superficie marina provoca anche spostamenti di traslazione della masse d'acqua, che si traducono molto spesso in correnti piuttosto impetuose.
La prima ragione per cui il livello del mare si è abbassato considerevolmente è da ricercare nell'astronomia. La Luna con la sua forza attrattiva riesce ad alzare o ad abbassare il livello del mare in base alla vicinanza - o lontananza - della sua orbita ellittica alla Terra.
Le cause principali sono due: il 50% dell'innalzamento delle acque è dovuto al fatto che l'acqua è più calda, quindi il suo volume aumenta, mentre il 42% è dovuto allo scioglimento dei ghiacciai e delle lastre di ghiaccio in luoghi come le Alpi, la Groenlandia e l'Antartide.
Il livello medio del mare è salito di oltre 20 cm dal 1880. Ogni anno, il livello del mare aumenta di circa 3,2 mm. Una ricerca pubblicata il 15 febbraio 2022 mostra che l'aumento del livello del mare sta accelerando e si prevede che raggiunga i 30 cm entro il 2050.