海水的直接利用主要在三个方面：工业用水、生活用水和低盐度海水灌溉农作物。 1、工业用水。可以直接作为电力、化工、橡胶、纺织、机械、印染、制药、制碱及海产品加工等行业的生产用水，从总的情况来看，工业冷却用水占海水总利用量的90%。 日本工业用水量的80%是直接利用海水，主要是用作冷却水。1995年，仅日本电力工业使用海水就超过1200亿吨。美国工业用水的三分之一是海水。我国大连、天津、青岛的电厂用海水做冷却水，目前用水量还不很大，但从发展看，我国沿海工业城市海水直接利用的潜力是很大的。 2、生活用水。是指除饮用、沐浴、洗衣服以外的生活用水，例如冲厕、消防用水等。城市生活使用海水必须在现有供排水系统之外另建海水系统。现代舰船上都有两套供排水系统。从外观上看，淡水系统管道阀门漆成浅灰色，海水系统漆成深绿色，非常醒目。 在香港，另有一个完全独立的海水供应系统，为市区和新市镇供应冲厕用水。现在已有76%的人口采用海水冲厕，因而节约了大量淡水。海水冲厕系统由供水站（泵房）、配水管、调蓄水池等组成。供水站就近取海水并作适当处理后供用户使用。海水处理从进水口开始按以下工序依次进行： （1）筛分离。海水先经过设于进水口处的格栅，通过 12mm2的网孔截留并去除大颗粒杂质。 （2）曝气。在海水缺乏溶解氧的情况下，可能会产生异臭怪味，因此可在供水站加设曝气装置，进行曝气充氧，但也有不用的。 （3）加氯处理。为避免供水系统中因细菌繁殖对水质造成不良的影响，因此采用加氯消毒处理。 3、海水灌溉。国外用海水大面积灌溉农作物已取得较好的成果。如美国的研究人员发现一种天然植物适于用海水灌溉，其果实富含蛋白质和植物油。这一发现为进一步发展海水灌溉农业，提供了新途径。前苏联利用波罗的海的芬兰湾低盐度海水灌溉沙质土地上的大麦、小麦、甜菜、西红柿、西瓜等都取得了成功。我国海水灌溉的试验也取得初步效果，进行过西红柿、豇豆和水稻等的耐盐试验。
另外，人类还利用潮汐能源，这也是对海水的一种利用。
