Karbonatomer beveger seg kontinuerlig mellom atmosfæren, havet, land og levende organismer. Havet spiller en dominerende rolle i denne globale karbonsyklusen, og absorberer omtrent en fjerdedel av karbondioksidet som slippes ut av menneskelig aktivitet hvert år.

På overflaten løses CO2 opp i sjøvann og omdannes til oppløst uorganisk karbon. Planteplankton innlemmer noe av dette karbonet i organisk materiale gjennom fotosyntese; en andel synker ned i dyphavet som partikler eller transporteres av strømmer. Over lengre tid fjerner dannelsen og oppløsningen av karbonatskall og begravelsen av organisk materiale i sedimenter karbon fra den aktive syklusen.

Endringer i havets sirkulasjon, temperatur og biologi endrer styrken på disse fluksene. Opptaket av menneskeskapt karbon har allerede senket overflatens pH-verdi og vil fortsette å gjøre det. Å forstå havets karbonsyklus er derfor sentralt for å forutsi både klimaendringer og den fremtidige kjemien til sjøvann.

Hvert år absorberer havet milliarder av tonn karbon som ellers ville blitt værende i atmosfæren.