迄今为止，以美国、日本、法国等国为代表的发达国家对海洋温差能开发利用技术开展了大量的研究工作并不断推动其示范应用，处于世界领先水平。通过对国际上成功的温差能示范应用案例的总结和对正在筹划的未来温差能应用项目的梳理，对目前海洋温差能发电这一领域的发展趋势总结如下：
温差能发电与深层海水综合利用相结合的趋势越发明显。温差能除了用于发电外，在海水淡化、制氢、空调制冷、深水养殖、深层海水开发等领域有着显著的应用前景。例如，在美国夏威夷海洋农场由温差能装置带动的海水养殖业已经用于养殖龙虾、比目鱼、海藻等海洋生物产品;在日本久米岛的温差能装置示范应用已经形成了深层海水产品、化妆品、深水养殖等附加产品。深层海水含有丰富的氮、磷、硅等元素，可用于水产养殖、无土栽培果蔬、种苗繁育、带状种植菌类等，作物生长速度是普通海水的1-2倍。将富营养水淡化，做成瓶装水，市场前景良好。据报道深层海水可作为化工原料、还具有药疗作用，如能充分利深层海水，可产生良好的经济效益。2007年中国从日本进甲深层海水浓缩液，海关报价为每吨人民币24000元。海水淡化方面：开式和混合式OTEC循环系统可附加生产淡水，供直接饮用，1.5MW净输出功率开式OTEC系统每日可产淡水3000t，可为海岛提供充足的淡水资源。这些案例为中国今后开展温差能应用提供了很好的启发，可以有效解决单纯的温差能发电经济性不够理想的问题。
温差能发电装置向大型化发展。随着大口径冷海水管制造工艺技术的突破，海洋工程施工建造的技术也越来越成熟，全球的温差能装置和技术朝着大型化的方向发展，最近来披露的一些项目比起以往的项目在规模上有着明显的提升。例如美国、法国等都已准备启动10MW级的温差能示范发电站建设，韩国也与基里巴斯签署了合作协议，在太平洋塔拉瓦岛建设1MW级的温差能示范发电站，印度也有披露在建设新的大型温差能发电装置。大型化的发电装置可带来更低的电价，也将推动温差能发电技术不断更新，提高成熟度。
热带海岛成为温差能发电的主要潜在应用场景。首先，从海洋温差能资源分布情况来看，热带海岛就具有得天独厚的显著优势;另外，从对能源电力的需求、冷能的需求、淡水的需求等多个角度来看，热带海岛这些资源十分稀缺，而海洋温差能的开发刚好能与这些资源的综合开发和利用结合起来。基于这些原因，热带海岛成为海洋温差能的最佳应用场景。法国、印度、韩国等多个国家已经将与热带岛屿国家的合作提上日程，通过将温差能发电技术与海水空调制冷和海水淡化等结合实现突破，为海岛的发展提供更多的支持。
