海洋大气边界层（Marine atmospheric boundary layer），理学-大气科学-应用气象学-城市气象学，位于海面以上1000米左右的大气层。海洋大气边界层位于大气低层海面以上1000米左右，是大气边界层的一部分，与海洋直接联系，可分为常值通量层和埃克曼层。由于边界层下界面受海面状况和波浪等因素的影响，物理过程相对复杂，且与人类的海上活动紧密相关，所以对于国民经济和国家安全等方面有十分重要的作用。由于下垫面物理性质的差异，海洋大气边界层明显不同于陆地上大气边界层，一个最重要的区别就是下界面海洋是水蒸气的无限源。在海洋大气边界层中，海洋和大气的热量、水汽和动量通过湍流输送进行大量的交换。海洋大气边界层中空气的相对湿度要更高（通常比陆地大气边界层中的多出75%）。由于相对湿度高，很多海区在很多时候表现为被云覆盖，海上大气边界层经常会和积云或者层积云相联系，导致了辐射传输在海洋大气边界层热平衡中变得更加重要。在部分区域中，细雨在海洋大气边界层热平衡和水汽平衡中起到了更加显著的作用。