На уровень воды в Мраморном море влияют, в частности, следующие природные процессы:

• Водообмен между Средиземным и Чёрным морями. 12 В верхнем слое толщиной 20–25 м менее солёные и менее плотные воды Чёрного моря движутся от Босфора к Дарданеллам, при этом солёность в верхнем слое постепенно повышается по мере удаления от Босфора. 12 Глубинные воды в придонном слое поступают из Средиземного моря через Дарданеллы и движутся к Босфору. 12
• Климатические особенности. 4 Высокая температура воды в течение всего года и преобладание испарения над осадками влияют на распределение солёности и плотности воды, а также на характер течений и вертикальную циркуляцию. 4
• Физико-географические особенности. 4 Относительно небольшая протяжённость моря и большая изрезанность берегов оказывают влияние на волнение, течение и другие гидрологические элементы. 4
• Поступление пресной воды с суши. 3 В периоды сильных дождей пресная вода с суши поступает в Мраморное море и воздействует на его поверхностные слои. 3