A medida que el océano absorbe dióxido de carbono de la atmósfera, las reacciones químicas aumentan la concentración de iones de hidrógeno y disminuyen el pH del agua de mar. Este proceso se denomina acidificación oceánica. El pH superficial ya ha disminuido aproximadamente 0,1 unidades desde la época preindustrial, lo que representa un aumento de la acidez de alrededor del 30 %.

Un pH bajo reduce la disponibilidad de iones carbonato, necesarios para que muchos organismos construyan sus conchas y esqueletos de carbonato de calcio. Los corales, pterópodos, ostras y algunos organismos del plancton son particularmente sensibles. La acidificación también puede afectar la fisiología, el comportamiento y las capacidades sensoriales de peces e invertebrados. Los impactos varían según la especie, la etapa de desarrollo y las condiciones locales, como la temperatura y el nivel de nutrientes.

Debido a la dispersión del CO2 en la atmósfera, la acidificación es un fenómeno global, si bien las aguas costeras pueden experimentar variaciones adicionales de pH derivadas de procesos locales. La única solución fundamental es reducir las emisiones de CO2. Algunas explotaciones acuícolas ya regulan la composición química del agua para proteger a las larvas vulnerables. El monitoreo a largo plazo de la química de los carbonatos forma parte del sistema global de observación oceánica.

La delgada concha de un pterópodo puede comenzar a disolverse en agua que esté subsaturada con respecto a la aragonita.