Ketika air permukaan bertemu atau menjadi lebih padat karena pendinginan atau penguapan, air tersebut tenggelam. Gerakan ke bawah ini disebut downwelling. Downwelling membawa oksigen, panas, dan karbon terlarut ke bagian dalam laut dan membantu menutup sirkulasi global dengan mengembalikan air yang sebelumnya naik ke permukaan di tempat lain.

Arus turun pesisir terjadi ketika angin mendorong air permukaan ke arah pantai, menumpuknya dan memaksanya turun. Arus turun di laut lepas umum terjadi di pusaran subtropis tempat transportasi Ekman bertemu. Di laut kutub dan subkutub, pendinginan musim dingin yang intens menghasilkan air padat yang tenggelam ke kedalaman yang sangat dalam, memberi makan bagian dalam dari sirkulasi perputaran.

Daerah downwelling seringkali kurang produktif di permukaan karena nutrisi tidak disuplai kembali dari bawah. Namun, daerah ini sangat penting untuk ventilasi laut dalam dan untuk menyimpan karbon antropogenik. Mengamati downwelling secara langsung sulit dilakukan; keberadaannya disimpulkan dari struktur densitas, distribusi penanda, dan divergensi arus horizontal.

Sejumlah massa air yang turun ke dasar di Atlantik Utara mungkin tidak akan kembali ke permukaan selama berabad-abad.