Зимой температура воды у поверхности моря составляет от −1,8 до 2,0 °C, летом температура повышается до 10-18 °C.
Ниже поверхностного слоя, на глубинах около 50-150 метров находится промежуточный холодный слой воды, температура которого не изменяется в течение года и составляет около −1,7 °C.
Поступающие в море через Курильские проливы воды Тихого океана формируют глубинные водные массы с температурой 2,5 — 2,7 °C (у самого дна — 1,5-1,8 °C). В прибрежных районах со значительным речным стоком вода имеет температуру зимой около 0 °C, летом — 8-15 °C.