De stroming in de Noordzee wordt veroorzaakt door instromend water uit de Atlantische Oceaan. Het water dat instroomt is een deel van de Warme Golfstroom. De oorsprong van deze waterstroom ligt bij de evenaar. Daar stuwt de heersende wind een watermassa naar het westen. Wanneer de stroming het Amerikaanse continent bereikt, moet deze afbuigen. Er gaat een aftakking naar het zuiden en een naar het noorden. De Golfstroom is de noordelijke aftakking en blijft aanvankelijk als een smalle stroom langs de kust gaan. De Golfstroom koerst daarna over de Atlantische Oceaan naar West-Europa. Het water uit de Atlantische Oceaan wordt ook door de hier heersende westenwind naar het oosten geduwd. Onderweg krijgt de Golfstroom te maken met het Coriolis effect, waardoor het water een draairichting tegen de klok in krijgt. Eenmaal aangekomen bij de Ierse kust wordt de stroming omgebogen in twee richtingen: noord en zuid. Via het Nauw van Calais en langs de Schotse kust komt uiteindelijk het water in de Noordzee terecht.

Het getij zorgt ervoor dat de Noordzee een stroming kent. De ebstroom en de vloedstroom zijn niet even groot. Langs de Nederlandse kust verzet de vloedstroom meer water dan de ebstroom. Per saldo stroomt het water langs de Nederlandse kust daarom van zuidwest naar noordoost.
Als er water binnenkomt via het zuiden en het noordwesten, dan kan het er alleen maar uit via het noordoosten. Het water stroomt dan ook langs de Noorse kust weer terug naar de Atlantische Oceaan.

In de Noordzee circuleren verschillende watermassa's. Deze mengen soms slecht met elkaar. Langs de kust is het water zoeter doordat rivieren uitstromen in zee. Dit zoetere water mengt slecht met het zoute water. De sterke stroming in de Noordzee belemmert deze menging ook nog eens. Een gevolg is dat vervuilende stoffen gedurende een lange tijd langs de kust blijven. Waar de stroomsnelheden laag zijn, bijvoorbeeld in de Waddenzee, bij de Oestergronden en in de Duitse Bocht bezinkt deze vervuiling gemakkelijk.
Ook verder van de kust worden duidelijke grenzen gevonden. Het zoutgehalte en de temperatuur van het water kan verschillend zijn als het uit verschillende streken komt. Deze begrenzingen worden fronten genoemd. In de zomer zijn de fronten het scherpst. Doordat de wind dan minder hard waait treedt de minste menging op. Bij de fronten kunnen nutriënten en plankton zich ophopen.