Konversi energi termal lautan
Siklus kalor yang sesuai dengan OTEC adalah siklus Rankine, menggunakan turbin bertekanan rendah. Sistem dapat berupa siklus tertutup ataupun terbuka. Siklus tertutup menggunakan cairan khusus yang umumnya bekerja sebagai refrigeran, misalnya ammonia. Siklus terbuka menggunakan air yang dipanaskan sebagai cairan yang bekerja di dalam siklusnya.
Meski sistem OTEC adalah suatu teknologi terbaru, konsepnya memiliki jalan pengembangan yang panjang. Dimulai pada tahun 1881, yaitu ketika Jacques Arsene d'Arsonval, fisikawan Prancis yang mengajukan konsep konversi energi termal lautan. Dan murid d'Arsonval, George Claude yang membuat pembangkit listrik OTEC pertama kalinya di Kuba pada tahun 1930. Pembangkit listrik itu menghasilkan listrik 22 kilowatt dengan turbin bertekanan rendah.
Laut
Pupuk dari lahan pertanian telah menjadi sumber polusi yang besar di beberapa wilayah. Air limbah yang masuk ke laut juga memiliki dampak yang serupa. Nutrien tambahan dari kedua limbah ini dapat mengakibatkan eutrofikasi atau pertumbuhan tanaman dan alga secara berlebihan. Hal ini dapat mengurangi kadar oksigen di air dan membunuh hewan-hewan laut. Peristiwa semacam ini telah menghasilkan zona-zona mati di Laut Baltik dan Teluk Meksiko. Beberapa peristiwa ledakan populasi alga disebabkan oleh sianobakteri, yang dapat meracuni kerang-kerangan yang memakan organisme-organisme tersebut dengan cara menyaring, sehingga juga akan membahayakan hewan-hewan lain seperti berang-berang laut. Fasilitas nuklir juga dapat mencemari laut. Laut Irlandia terkontaminasi oleh sesium-137 yang bersifat radioaktif dan berasal dari pabrik pemrosesan bahan bakar nuklir Sellafield. Kecelakaan nuklir juga dapat mengakibatkan masuknya materi-materi radioaktif ke dalam laut, seperti yang terjadi selama bencana Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Fukushima I pada tahun 2011.