Gerade Länder in tropischen Bereichen, speziell Inselstaaten, müssen einen Großteil ihres Energiebedarfs z.B. in Form von Erdöl einführen. Meereswärmekraftwerke, noch dazu in Synergie mit den weiter unten beschriebenen zusätzlichen Anwendungen, stellen eine Option dar, diese Abhängigkeit zu verringern. Dies ist auch ein Grund, warum sich ein großer Teil der führenden Forschungsarbeiten auf den US-Bundesstaat Hawaii konzentrieren.
An Land gebaute Meereswärmekraftwerke haben den großen Vorteil, dass sie einfacher zu bauen sowie geschützter vor Stürmen sind als Off-Shore-Anlagen und die Weiterleitung der erzeugten Energie in das Stromnetz einfacher zu verwirklichen ist. Ebenso ist nur an Land eine sinnvolle Anwendung der unten beschriebenen weiteren Nutzungsmöglichkeiten gewährleistet.
Allerdings ist der Betrieb eines Meereswärmekraftwerkes an Land nur dort möglich, wo auch in Küstennähe eine Meerestiefe von an die 1000m vorhanden ist. Dies ist nur in den karibischen und ozeanischen Inselstaaten sowie an Teilen der Küsten der südöstlichen USA, Westafrikas, Ostafrikas und einigen indonesischen Inseln der Fall.
Meereswärmekraftwerke können auch fern der Küste (Off-Shore) angelegt werden, womit sich die Anzahl der infrage kommenden Meeresgebiete um ein Vielfaches vergrößert. Allerdings ist die Verankerung einer solchen Anlage auf dem Meeresgrund sehr aufwendig und teuer, ebenso sind Stürme und Tsunami eine Gefahr. Auch ist es schwieriger, die erzeugte Energie in das Stromnetz einzuspeisen, da die Verlegung von Seekabeln nötig wird, die einen Teil der erzeugten Energie wieder absorbieren.
Es wird die Idee diskutiert, die in küstenfernen Meereswärmekraftwerken gewonnene Energie zu nutzen, um vor Ort Wasserstoff zu erzeugen, welcher dann mit Tankern abtransportiert werden kann. Dies ist als Bestandteil einer zu schaffenden Wasserstoffwirtschaft zu verstehen, welche langfristig das ausgehende Erdöl als Energiequelle ablösen soll.
Es liegen Pläne vor, schwimmende Meereswärmekraftwerke etwa zum Antrieb von großen Schiffen zu benutzen. Ob diese allerdings technisch zu realisieren sind, ist fraglich. Insbesondere die Stabilisierung der zum Anpumpen des Tiefenwassers bestimmten Leitungen stellt ein Problem dar.
Außer zur Erzeugung von elektrischer Energie ist die Technik des Meereswärmekraftwerkes auch für andere Anwendungen nutzbar. Durch die Kombination mehrere Anlagen für verschiedene Nutzungen ergeben sich Synergie-Effekte für die Teilanlagen.
Die Meerwasserentsalzung stellt neben der Stromerzeugung wohl den interessantesten Aspekt dar und kann in Anlagen mit offenem oder hybridem Kreislauf wie beschrieben realisiert werden.
Die kälteren, tiefen Wasserschichten der Ozeane sind reich an Nährstoffen. Das im Rahmen des Kraftwerkbetriebes an die Oberfläche gepumpte Tiefenwasser kann daher für Aquakulturen genutzt werden. Denkbar sind hierbei sowohl die Zucht von Fischen und anderen Meerestieren, als auch die Kultivierung von Algen und Wasserpflanzen. In Verbindung mit Aquakulturen wird den Meereswärmekraftwerken die größte zukünftige Bedeutung zugemessen, da so gleichzeitig eine Energiequelle für die Pumpen und Ausrüstungen der Anlagen zur Verfügung steht. Dabei stellt das Kraftwerk jedoch meist einen Zusatznutzen zur Aquakultur dar.
Mit Hilfe des angepumpten kalten Tiefenwassers können beispielsweise in der Nähe der Kraftwerke befindliche Kühlhäuser betrieben werden, etwa um die in den Aquakulturen gezüchteten Produkte frisch zu halten. Auch ist der Betrieb von Klimaanlagen für Gebäude durch das kalte Wasser denkbar.
In Hawaii wurde das kalte Wasser genutzt, um die Klimaanlage der Forschungseinrichtungen für OTEC und Aquakulturen zu unterstützen. Auf diese Weise konnten mehrere 1.000 Dollar Elektrizitätskosten pro Jahr gespart werden.
Es gab bereits mehrere Ansätze, im Meerwasser gelöste Mineralien zu gewinnen. Diese scheiterten an den hohen Kosten und dem großen Extraktionsaufwand. Da beim Meereswärmekraftwerk sowieso große Wassermengen bewegt werden müssen, einem großen Kostenfaktor dieses Verfahrens, wird auch diese Idee neu geprüft.