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
Metana klatrat dalam jumlah yang besar dapat ditemui di dasar laut dan di sedimen lautan pada suhu sekitar 2° C, dan senyawa ini dianggap sebagai sumber energi potensial. Diperkirakan jumlahnya berkisar antara satu hingga lima juta kilometer kubik. Di dasar laut juga terdapat nodul mangan yang terdiri dari lapisan besi, mangan, dan hidroksida-hidroksida lainnya di sekeliling bagian inti. Di Samudra Pasifik, nodul mangan mungkin melapisi sekitar 30% dasar laut. Mineral ini mengalami reaksi pengendapan dari air laut. Kemungkinan untuk mengambil sumber daya ini untuk memperoleh nikel sempat diselidiki pada era 1970-an, tetapi kemudian ditinggalkan karena terdapat sumber-sumber lain yang lebih mudah untuk dimanfaatkan. Di tempat-tempat yang sesuai, berlian dikumpulkan dari dasar laut dengan menggunakan selang penghisap untuk membawa kerikil ke permukaan. Di Namibia, berlian-berlian sekarang lebih banyak dikumpulkan dari laut ketimbang melalui metode-metode konvensional di darat.