A brisa marinha se forma quando o ar mais pesado e frio sobre a água se move para o interior, enquanto o ar interior mais leve e quente sobe, criando uma brisa. A principal causa das brisas marinhas são as irregularidades de temperatura entre a terra e o oceano, porque a terra aquece mais rápido do que a água.
De acordo com o USA Today, a terra e a água aquecem em taxas diferentes porque a água tem maior capacidade de calor. À medida que a terra se aquece rapidamente, o ar acima dela fica mais quente, e esse ar mais quente e menos denso sobe, criando uma frente de pressão. Enquanto isso, o oceano aquece mais lentamente e o ar é frio e denso de umidade. Como o ar quente sobre a terra está aumentando, o ar frio do mar entra para preencher as lacunas. Este processo cria vento.
De acordo com a Universidade de Illinois, a brisa do mar ocorre durante o início da tarde porque o sol teve tempo de aquecer a terra e a água. A brisa do mar também ocorre durante a primavera e o início do verão, quando a água ainda está mantendo as temperaturas frias do inverno.
Freqüentemente, a brisa do mar é acompanhada de nuvens porque, à medida que o ar úmido e frio se move para o interior, ele se aquece e se condensa em nuvens. Essas nuvens são conhecidas como frente da brisa do mar.