Речной сток и таяние льда летом приводят к уменьшению солёности морской воды ниже 34 промилле, в устьях рек вода становится близкой к пресной. Вода прогревается летом до +6 °C (на севере только до +2 °C) в верхних 50-70 метрах (на востоке только 10-15 метров).
В зимний период температура воды Карского моря близка к температуре замерзания (около -1,8°С). Вода в мелководных районах от поверхности до дна имеет почти одинаковую температуру.
