海水化學
溫度、鹽度
1989年5月水溫介於23.9～26.9℃，灣口低於灣內，並向灣頂遞增。10月水溫變化較小，在23.0～23.8℃之間，整個海灣分布較均勻，灣口略高於灣內。5月鹽度變化範圍29.83～31.88，平面分布由東南向西北遞減，正好垂直於流向變化趨勢。10月鹽度在30.64～31.99之間，趨勢是東高西低，但變化不大。
pH值、溶解氧
5月pH值變化於8.08～8.24，呈東南向西北遞減分布趨勢，與鹽度變化一致。10月pH值範圍為8.16～8.28，灣頂略高於灣口。5月溶解氧含量介於6.99～8.54毫克/立方分米，變化趨勢與流向一致，由西南向東北遞減。10月溶解氧含量略低於5月，介於6.86～7.46毫克/立方分米，兩季溶解氧含量都達到和超過飽和度。
營養鹽
硝酸鹽 5月硝酸鹽含量變化範圍為0.02～5.95微摩爾/立方分米，只在灣口檢測到硝酸鹽，灣內均檢測不出，顯然是生物活動致使硝酸鹽的補充不足。10月硝酸鹽含量比5月有所增高，範圍為0.02～18.9微摩爾/立方分米，但仍有局部水域未檢出，分布由灣頂向灣口遞增。
亞硝酸鹽 5月亞硝酸鹽含量很低，均值為0.27微摩爾/立方分米，呈灣內向灣口遞增分布趨勢。10月分布趨勢與5月相似，但平均含量達到1.49微摩爾/立方分米，是後者的5倍。
銨鹽 5月銨鹽含量變化範圍為<0.01～2.80微摩爾/立方分米，中部和東部為低值區。10月含量有所增加，呈外高里低的趨勢。
活性磷酸鹽 5月磷酸鹽檢出範圍為0.62～0.80微摩爾/立方分米，平均0.75微摩爾/立方分米。整個灣內變化不大，灣頂略高。磷酸鹽含量全部超1類海水水質標準。10月磷酸鹽含量進一步增加，變化範圍和平均值分別為0.99～1.65微摩爾/立方分米及1.20微摩爾/立方分米，灣頂向灣口遞增。磷酸鹽含量全部超2類水質標準，灣口右側更超過3類標準。
活性矽酸鹽 5月矽酸鹽含量變化於10.9～24.8微摩爾/立方分米，灣口略高於灣內，但最高值見於灣頂河口區。10月含量與5月接近，在8.91～27.4微摩爾/立方分米之間，呈東高西低的分布趨勢。
上述結果表明，詔安灣水體中無機氮含量較低而無機磷含量偏高，為全省海灣中不多見的氮限制海灣。
有機物、重金屬
詔安灣內自然資源尚未過度開發，周邊工業也不發達，另外，灣內沒有大型港口碼頭及商業性交通運輸船隻，所以海水中化學耗氧量及油類含量還較低。海水中銅、鉛、鎘主要以溶解態形式存在，含量均在1類水質標準內。整個海灣水化學狀況良好。
沉積化學
底質中pH值介於6.87～7.91，灣口pH較低，屬中性環境，其餘大部分均為中性偏鹼環境。Eh變化範圍為-8～93mV，灣口處水動力作用強烈，沉積物多以砂為主，因而底質為氧化性環境。沉積物中銅、鉛、鋅、鎘含量均值分別為13.32×10，9.34×10，77.14×10和0.056×10，銅、鉛、鋅的分布趨勢相似，都是中部高而灣口及灣頂較低。鎘則不同，灣口最低，向灣頂增大，灣西北端最高。除鋅部分接近和超過評價標準外，其他元素仍處低含量階段。元素分布特徵表明它們主要來源於河口和陸上碎屑，這是因為入海後流速減緩，易於灣中滯留，所以呈高值區，相反灣口開闊，交換充分，故呈低值區。
