En la superficie del océano, iluminada por el sol, las algas microscópicas y las de mayor tamaño capturan la energía lumínica y transforman el dióxido de carbono y el agua en materia orgánica y oxígeno. Este proceso —la fotosíntesis— constituye la base de casi todas las redes tróficas marinas y aporta una parte sustancial del oxígeno de la atmósfera terrestre.

El fitoplancton realiza la mayor parte de la fotosíntesis oceánica. Su productividad está limitada por la luz, que disminuye con la profundidad, y por nutrientes como el nitrógeno, el fósforo y el hierro. La profundidad a la que la fotosíntesis equilibra la respiración se denomina profundidad de compensación; por debajo de ella, el crecimiento neto no puede mantenerse. Las variaciones estacionales y regionales de la luz y los nutrientes dan lugar a los patrones característicos de las floraciones primaverales y los desiertos subtropicales oligotróficos.

La medición de la fotosíntesis implica incubaciones en botellas, técnicas de fluorescencia y estimaciones satelitales de la clorofila. El carbono orgánico producido alimenta la red trófica, se respira en la superficie del océano o se hunde en las profundidades oceánicas como parte de la bomba biológica de carbono. Los cambios en la temperatura, la estratificación y el suministro de nutrientes ya están alterando los patrones de la producción primaria marina.

• Conversión de la energía luminosa en materia orgánica.
• Realizado principalmente por el fitoplancton en el océano.
• Base de las redes tróficas marinas y fuente de oxígeno
• Limitado por la luz y los nutrientes