Atlantik Okyanusu'nun sıcaklığı 28 ila 84 derece Fahrenhayt arasında değişir. Bu, suların yüzey sıcaklığı için de geçerlidir.
Okyanusun sıcaklığı mevsim, enlem ve mevcut sistemlere göre değişir. Aynı zamanda güneş enerjisinin enlemesine yayılmasına karşılık gelir. Ekvatorun kuzeyindeki sıcaklıklar maksimumda. Kutup bölgeleri asgari sıcaklıklara sahiptir. Polar ve ekvatoral bölgelerde, sıcaklıkları 13 ila 15 derece Fahrenhayt arasında değişen orta enlemler vardır.
Atlantik Okyanusu'nun daha derin sularının yüzey sularına göre farklı sıcaklıkları vardır. Örneğin, Kuzey Atlantik sıcaklığı 3.000 fitte 36.5 ila 41 derece Fahrenheit arasında değişmektedir.
