Når overfladevand konvergerer eller bliver tættere på grund af afkøling eller fordampning, synker det. Denne nedadgående bevægelse kaldes downwelling. Den transporterer ilt, varme og opløst kulstof ind i det indre hav og hjælper med at lukke den globale cirkulation ved at returnere vand, der tidligere er væltet opad et andet sted.

Kystnær nedstrømning opstår, når vinden driver overfladevand mod kysten, hober det op og tvinger det nedad. Nedstrømning i det åbne hav er almindelig i de subtropiske gyrer, hvor Ekman-transport konvergerer. I polare og subpolare have producerer intens vinterkøling tæt vand, der synker til stor dybde og nærer den dybe del af den omvæltende cirkulation.

Nedstrømningsområder er ofte mindre produktive ved overfladen, fordi næringsstoffer ikke genopfyldes nedefra. De er dog afgørende for ventilation af dybhavet og for at binde menneskeskabt kulstof. Det er vanskeligt at observere nedstrømning direkte; dens tilstedeværelse udledes af densitetsstruktur, sporstoffordelinger og divergensen af ​​horisontale strømme.

En vandmasse, der strømmer ned i Nordatlanten, vender muligvis ikke tilbage til overfladen i århundreder.