햇빛이 비치는 표층 해양에서는 미세 조류와 더 큰 해조류가 빛 에너지를 포착하여 이산화탄소와 물을 유기물과 산소로 전환합니다. 이러한 과정, 즉 광합성은 거의 모든 해양 먹이사슬의 기초를 이루며 지구 대기 중 산소의 상당 부분을 공급합니다.

해양 광합성의 대부분은 식물성 플랑크톤이 담당합니다. 이들의 생산성은 빛의 양(수심이 깊어질수록 감소함)과 질소, 인, 철과 같은 영양분의 양에 의해 제한됩니다. 광합성과 호흡이 균형을 이루는 수심을 보상 수심이라고 하며, 이 수심 아래에서는 순성장이 유지될 수 없습니다. 빛과 영양분의 계절적 및 지역적 변화는 봄철 대량 증식과 빈영양 상태의 아열대 사막과 같은 익숙한 패턴을 만들어냅니다.

광합성 측정에는 병 배양, 형광법, 위성을 이용한 엽록소 추정 등이 사용됩니다. 생성된 유기 탄소는 먹이 사슬의 에너지원이 되거나, 해양 표층에서 호흡을 통해 분해되거나, 생물학적 탄소 순환의 일부로 심해로 가라앉습니다. 온도, 성층화, 영양분 공급의 변화는 이미 해양 1차 생산 패턴을 변화시키고 있습니다.

• 빛 에너지가 유기물로 전환되는 과정
• 주로 해양의 식물성 플랑크톤에 의해 수행됩니다.
• 해양 먹이사슬의 기초이자 산소 공급원
• 빛과 영양분에 의해 제한됨