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海水溫差發電法（英語：Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC）是一種可再生能源，主要是利用表層海水與深層海水的溫度不同來進行發電。

原理

海洋溫差發電是利用熱交換的原理來發電。首先需要抽取溫度較高的海洋表層水，將熱交換器裡面沸點很低的工作流體（working fluid，如氨、氟利昂等）蒸發氣化，然後推動渦輪發電機而發出電力；再把它導入另外一個熱交換器，利用深層海水的冷度，將它冷凝而回歸液態，這樣就完成了一個循環。周而復始的工作。

在熱交換技術平台，目前有封閉式循環系統、開放式循環系統、混合式循環系統等，其中以封閉式循環系統技術較成熟。而在地點的設置上，則有岸基式、離岸式差別。

封閉式循環系統

隨着海水深度的變化，表層海水受到陽光照射，吸收能量而溫度較高；而在海平面200米以下，陽光幾乎無法到達，因此溫度較低。海水深度越深，其溫度也就越低。海水溫差發電時，需抽取表層溫度較高的海水，使熱交換機內的低沸點液體〈例如氨〉沸騰為蒸氣，然後推動發電機發電，再將其導入另一熱交換機，使用深層海水將其冷卻，如此完成一個循環。

開放式循環系統

將表層海水引入真空狀態的蒸發槽中，因低壓下水的沸點極低而沸騰為水蒸氣，再引至凝結槽，以深層海水使之凝結為水。此過程中會在蒸發槽與凝結槽之間因壓力差因而形成蒸汽流，在其間加上渦輪機即可發電。另外，使用開放式循環系統發電會在凝結槽中形成淡水，可供使用。排出的淡水，這是它的有利之處。

混合式循環系統

開始時類似開放式循環，將溫暖的海面水引進真空容器使其閃蒸成蒸氣，蒸氣再進入氨的蒸發器（vaporizer），使工作流體（氨）氣化來轉動渦輪機發電，如同封閉式循環一般，因此混合式循環兼具開放式循環與封閉式循環兩者的特性。

岸基式溫差發電廠

建置深海水管，將深層海水取至岸邊發電廠，此過程容易使冷水管之溫度上升，從而使發電效率更低，另外深海抽水管的建置難度較高。

離岸式溫差發電廠

發電廠建置在海上作業平台上，將深層海水抽取至作業平台，溫水與冷水的交換在海上作業平台上完成發電，再由電纜供電至岸邊。離岸式海上作業平台類似鑽油平台，因此水下作業需要錨固深海海底及錨定電纜。其優點是發電效率相對較高，可降低發電成本。

深層海水取得之耗損電力

取得深層低溫海水並不需要計算從深海抽取的電力，而是利用連通管原理讓深層海水自動補充到海面高度，因此海洋溫差發電廠只是將水排出電廠，而非從深海抽取，因此在計算取水的能量損耗，是計算海水與排水管的摩擦力損耗。

優點

• 不消耗任何燃料

• 無廢料

• 不會製造空氣污染、水污染、噪音污染

• 整個發電過程幾乎不排放任何溫室氣體，例如二氧化碳

• 全年且一天中所有時間段皆可發電，十分穩定

• 副產品是淡水，可供使用

缺點

• 資金龐大

• 發電成本高

• 深海冷水管路施工風險高

• 影響周遭海域生物的生存權

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