Når overflatevann konvergerer eller blir tettere på grunn av avkjøling eller fordampning, synker det. Denne nedadgående bevegelsen er nedstrømning. Den frakter oksygen, varme og oppløst karbon inn i det indre havet og bidrar til å lukke den globale sirkulasjonen ved å returnere vann som tidligere strømmet oppover andre steder.

Kystnær nedstrømning skjer når vind driver overflatevann mot kysten, hoper det opp og tvinger det nedover. Nedstrømning i åpent hav er vanlig i de subtropiske gyrene der Ekman-transporten konvergerer. I polare og subpolare hav produserer intens vinterkjøling tett vann som synker til store dyp og mater den dype delen av den veltende sirkulasjonen.

Nedstrømningsområder er ofte mindre produktive på overflaten fordi næringsstoffer ikke tilføres nedenfra. De er imidlertid avgjørende for å ventilere dyphavet og for å binde menneskeskapt karbon. Det er vanskelig å observere nedstrømning direkte; dens tilstedeværelse utledes fra tetthetsstruktur, sporstofffordeling og divergensen av horisontale strømmer.

En vannmasse som renner nedover Nord-Atlanteren, kommer kanskje ikke tilbake til overflaten på århundrer.