Καθώς ο ωκεανός απορροφά διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, οι χημικές αντιδράσεις αυξάνουν τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου και μειώνουν το pH του θαλασσινού νερού. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται οξίνιση των ωκεανών. Το pH της επιφάνειας έχει ήδη μειωθεί κατά περίπου 0,1 μονάδες από την προβιομηχανική εποχή, αντιπροσωπεύοντας μια αύξηση της οξύτητας κατά περίπου 30%.

Το χαμηλότερο pH μειώνει τη διαθεσιμότητα ανθρακικών ιόντων που χρειάζονται πολλοί οργανισμοί για να χτίσουν κελύφη και σκελετούς ανθρακικού ασβεστίου. Τα κοράλλια, τα πτερόποδα, τα στρείδια και ορισμένα πλαγκτόν είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα. Η οξίνιση μπορεί επίσης να επηρεάσει τη φυσιολογία, τη συμπεριφορά και τις αισθητηριακές ικανότητες στα ψάρια και τα ασπόνδυλα. Οι επιπτώσεις ποικίλλουν ανά είδος, στάδιο ζωής και τοπικές συνθήκες, όπως η θερμοκρασία και η θρεπτική κατάσταση.

Επειδή το CO2 αναμειγνύεται καλά στην ατμόσφαιρα, η οξίνιση είναι ένα παγκόσμιο φαινόμενο, αν και τα παράκτια ύδατα μπορούν να βιώσουν πρόσθετη μεταβλητότητα του pH από τοπικές διεργασίες. Η μείωση των εκπομπών CO2 είναι η μόνη θεμελιώδης λύση. Ορισμένες δραστηριότητες υδατοκαλλιέργειας ήδη ρυθμίζουν τη χημεία του νερού για την προστασία των ευάλωτων προνυμφών. Η μακροπρόθεσμη παρακολούθηση της χημείας του ανθρακικού άλατος αποτελεί πλέον μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρατήρησης των ωκεανών.

Το λεπτό κέλυφος ενός πτερόποδου μπορεί να αρχίσει να διαλύεται σε νερό που είναι υποκορεσμένο σε σχέση με τον αραγωνίτη.