海水提炼天然硫酸镁主要通过以下方法实现：

核心工艺：

苦卤法：海水晒盐得到苦卤（富含硫酸镁），采用兑卤法蒸发，产出高温盐（含MgSO₄>30%、NaCl<35%）；用含MgCl₂质量浓度为200g/L左右的溶液在48℃下浸溶高温盐，保温澄清后分离未溶解的高温盐，浸液冷却至10℃以下析出粗的天然七水硫酸镁（MgSO₄·7H₂O），再经二次重结晶提纯得到成品。

沉淀法：向海水中加入石灰乳（Ca(OH)₂）或NaOH，生成Mg(OH)₂沉淀，经过滤、洗涤后，将沉淀物与硫酸反应，转化为硫酸镁；也可用离子交换树脂吸附海水中的镁离子，再经解吸、处理得到硫酸镁。

盐湖卤水法：利用盐湖卤水或海水，通过蒸发、浓缩、结晶直接提取硫酸镁；纳滤法可提高Mg²⁺/Na⁺分离效果，充分提取海水中的硫酸镁，结晶析出率更高。

其他方法：

矿石提取法：开采含硫酸镁的矿石（如硫镁矾矿、硫酸镁石），粉碎后用水溶解，过滤去除杂质，再通过结晶得到天然硫酸镁。

热熔浸出法：用硫酸镁母液（浓度约30g/100ml）与混合盐溶液（含硫酸镁≤30%、氯化钠≤35%）在45–50℃浸溶，分离去除氯化钠，清液冷却至约5℃结晶，再经洗涤、干燥得到一水硫酸镁。

重结晶提纯：将工业硫酸镁或苦卤溶解后，纯化除去砷、重金属等杂质，过滤后浓缩、冷却结晶、离心分离，再干燥脱水得到精制硫酸镁（如无水或一水硫酸镁）