Водні умови створюють своєрідну місце існування організмів, що відрізняється від наземної перш за все густину та в'язкістю. Щільність води приблизно в 800 разів, а в'язкість приблизно в 55 разів вище, ніж у повітря. Разом з щільністю і в'язкістю найважливішими фізико-хімічними властивостями водного середовища є: постійні переміщення водних мас в просторі, що сприяють збереженню фізичних і хімічних характеристик; температурна стратифікація, Тобто зміна температури по глибині водного об'єкта; періодичні зміни температури; прозорість води, яка визначає світловий режим під її поверхнею. Від прозорості залежить фотосинтез зелених і пурпурових водоростей, фітопланктону, вищих рослин.
Як і в атмосфері важливу роль відіграє газовий склад водного середовища. У водних місцепроживання кількість кисню, вуглекислого газу та інших атмосферних газів, розчинених у воді і тому доступних організмам, сильно варіює в часі. У водоймах з високим вмістом органічних речовин кисень є лімітуючим чинником першорядної важливості.
Вміст кисню в поверхневому шарі води залежить, головним чином, від обміну газом між повітрям і водою і варіює в межах 6 -12 млн-1. Розчинність газу зменшується при підвищенні температури та збільшенні солоності води. Однак на великій глибині, де відсутній контакт з атмосферою, цей обмін залежить від витрати кисню на біологічні процеси і поповнення його запасів при змішуванні з водою, багатшою киснем. Як правило, в гідросфері відсутній рівномірний розподіл кисню. Зональність розподілу, головним чином, обумовлена обмеженими швидкостями змішування та дифузії кисню, які у свою чергу залежать від різниці температур, щільності, вмісту солі і розчиненого кисню, а також від швидкості та напрямку руху суміші щодо навколишнього маси води. Швидкість дифузії розчиненого кисню в масу води, виснажену по кисню, є, таким чином, досить невизначеною змінною величиною, зменшується в часі залежно від різниці у змісті кисню в двох сусідніх областях, і тому є локальною характеристикою.
Кожного разу, коли споживання кисню перевищує відновлення його запасів, виникає більш-менш стійкий стан виснаження, що справляє помітний вплив на існування живих організмів у суміші води і відходів, збідненої киснем. Масштаби цього впливу залежать від відносних швидкостей споживання і відновлення кисню, руху води і можуть бути повністю визначені тільки після завданого збитку.
Коли концентрація розчиненого кисню знижується дуже сильно (менше 2 млн-1), деякі види бактерій починають отримувати необхідний їм кисень за рахунок відновлення сульфат-іона. У цьому випадку водна маса розглядається як безкисневої система. Для системи стають характерними зовсім інші хімічні процеси, ніж для звичайної води, що містить кисень; так, наприклад, домінуючу роль у процесі продукції органічної речовини в екосистемі буде грати бактеріальний фотосинтез.
Система діоксид вуглецю - карбонат є однією з найбільш складних і важливих для гідросфери. Вона бере участь в обміні повітря - поверхневі шари води, впливає на хімію водної системи, біологічну структуру організмів і відкладення осаду, що містить вуглець. Від цієї системи залежить рН середовища, що безпосередньо впливає на деякі хімічні рівноваги в даній локальній системі, особливо у відношенні іонів, які утворюють комплекси. Вона безпосередньо впливає на біологічний цикл організмів, в яких вуглець використовується в процесах розвитку, загибелі та розкладання.
В даний час прийнято спільне вміст СО2 в гідросфері, рівне приблизно 4.10 -3 моль / л, з них понад 80% у формі НСО3-. Розподіл діоксиду вуглецю нерівномірно і частково залежить від біологічної активності в даному районі. Подібно кисню, вміст СО2 у поверхневих шарах води є функцією його вмісту в атмосфері і парціального тиску. Однак схеми розподілу діоксиду вуглецю і кисню сильно відрізняються один від одного: спостерігається єдина тенденція, до підвищення вмісту вуглецю в міру збільшення глибини внаслідок осідання продуктів розпаду загиблих організмів з біологічно багатшого поверхневого шару води.
Засвоюваний вуглець є суттєвою частиною поживних речовин і має першорядне значення в усій екологічної структурі гідросфери і локалізованих районів особливо. Діоксид вуглецю відіграє основну роль у процесі фотосинтезу, і його концентрація, мабуть, корелює з освітленістю або вступом енергії для таких районів, де реакція фотосинтезу не пригнічується іншими фізико-хімічними процесами. Проте високий вміст СО2 є лімітуючим фактором для тварин, так як воно супроводжується низьким вмістом кисню. Наприклад, при занадто високому вмісті вільного вуглекислого газу у воді гинуть багато риби.
Кислотність - Концентрація (активність) іонів водню - тісно пов'язана з карбонатної системою. Характеризується величиною рН (рН =-lg [H +]). Величина рН змінюється в діапазоні 0 ? рН ? 14; при рН = 7 середу нейтральна, при рН <7 - кисла, при рН> 7 - лужна. Якщо кислотність не наближається до крайніх значень, то спільноти здатні компенсувати зміни цього фактора - толерантність спільноти до діапазону рН вельми значна. Кислотність може служити індикатором швидкості загального метаболізму спільноти. У водах з низьким рН міститься мало біогенних елементів, тому продуктивність тут украй мала.
Солоність - Вміст карбонатів, сульфатів, хлоридів і т.д. - Є ще одним значущим абіотичних чинником у водних об'єктах. У прісних водах солей мало, причому близько 80% становлять карбонати. Утримання ж мінеральних речовин у світовому океані складає в середньому 35 г / л. Організми відкритого океану зазвичай стеногалінни, тоді як організми прибережних солонуватих вод у загальному еврігалінни. Концентрація солей в рідинах тіла і тканинах більшості морських організмів ізотонічна концентрації солей в морській воді, так що тут не виникає проблем з осморегуляціей.
Перебіг не тільки сильно впливає на концентрацію газів і поживних речовин, але і прямо діє як фактор, що лімітує. Багато річкові рослини і тварини морфологічно і фізіологічно особливим чином пристосовані до збереження свого становища в потоці: у них є цілком певні межі толерантності до чинника течії.
Гідростатичний тиск в океані має велике значення. З зануренням у воду на 10 м тиск зростає на 1 атмосферу. У самій глибокої частини океану тиск сягає 1000 атмосфер. Багато тварин здатні переносити різкі коливання тиску, особливо, якщо у них в тілі немає вільного повітря. В іншому випадку можливий розвиток газової емболії. Високі тиску, характерні для великих глибин, як правило, пригнічують процеси життєдіяльності.