根据所用的工质和流程安排分为闭式、开式和混合式3种循环系统。此外,全流循环(包括雾滴提升循环和泡沫提升循环)和热电直接转换方式也可实现海洋热能转换。其中,闭式循环系统采用氮、氟里昂等低沸点物质作为工作液,由海洋表层热水使其沸腾变为蒸汽,推动汽轮发电机发电,而深层冷海水将蒸汽冷却,继续作为工作液再次由表层热海水使其变为蒸汽,如此循环。1881年法国医生、物理学家达松伐耳(JacquesArsèned’Arsonval,1851—1940)首先提出海水温差能开发利用设想。1930年法国克劳德(GeorgeClaude,1870—1960)在古巴坦萨斯湾建成第一座开式朗肯循环海水温差能发电试验装置,输出功率22千瓦。1979年美国在夏威夷近海建成世界上第一座闭式循环海水温差能发电试验船,输出功率50千瓦;1990年日本在和泊镇建成世界上最大的实用型海洋热能发电站,输出功率1000千瓦。