A szénatomok folyamatosan mozognak a légkör, az óceán, a szárazföld és az élő szervezetek között. Az óceán domináns szerepet játszik ebben a globális szénciklusban, az emberi tevékenységek által évente kibocsátott szén-dioxid nagyjából egynegyedét elnyeli.

A felszínen a CO2 feloldódik a tengervízben, és oldott szervetlen szénné alakul. A fitoplankton a szén egy részét fotoszintézis útján szerves anyaggá építi be; egy része részecskék formájában lesüllyed a mély óceánba, vagy áramlatok szállítják. Hosszabb időintervallumon keresztül a karbonáthéjak kialakulása és oldódása, valamint a szerves anyag üledékbe temetkezése kivonja a szenet az aktív ciklusból.

Az óceáni cirkuláció, a hőmérséklet és a biológiai változások megváltoztatják ezen fluxusok erősségét. Az antropogén szénfelvétel már most is csökkentette a felszíni pH-értéket, és ez a tendencia a jövőben is folytatódni fog. Az óceán szénciklusának megértése ezért központi szerepet játszik mind a klímaváltozás, mind a tengervíz jövőbeli kémiai összetételének előrejelzésében.

Az óceán minden évben több milliárd tonna szenet nyel el, amely egyébként a légkörben maradna.