A napsütötte felső óceánban a mikroszkopikus algák és nagyobb tengeri moszatok megkötik a fényenergiát, és a szén-dioxidot és a vizet szerves anyaggá és oxigénné alakítják. Ez a folyamat – a fotoszintézis – szinte az összes tengeri táplálékhálózat alapját képezi, és a Föld légkörének oxigénjének jelentős részét biztosítja.

A fitoplanktonok végzik az óceáni fotoszintézis nagy részét. Termelékenységüket a fény korlátozza, amely a mélységgel csökken, valamint a tápanyagok, például a nitrogén, a foszfor és a vas. A mélység, amelyen a fotoszintézis kiegyensúlyozza a légzést, a kompenzációs mélység; e mélység alatt a nettó növekedés nem tartható fenn. A fény és a tápanyagok szezonális és regionális változásai hozzák létre a tavaszi virágzás és az oligotróf szubtrópusi sivatagok ismerős mintázatait.

A fotoszintézis mérése palackos inkubációkat, fluoreszcencia technikákat és klorofill műholdas becslését foglalja magában. A keletkező szerves szén vagy a táplálékhálózatot táplálja, vagy a felső óceánban lélegzik be, vagy a biológiai szénpumpa részeként a mélyóceánba süllyed. A hőmérséklet, a rétegződés és a tápanyagellátás változásai már most is megváltoztatják a tengeri elsődleges termelés mintázatait.

• A fényenergia szerves anyaggá alakítása
• Főként az óceánban élő fitoplanktonok végzik
• A tengeri táplálékhálózatok alapja és az oxigénforrás
• Fény és tápanyagok korlátozzák