Havstrømmer flyter sjelden i rette linjer. De meandrerer og klemmer ofte av roterende vannmasser kjent som virvler. Disse formasjonene varierer fra noen få kilometer til hundrevis av kilometer i diameter og kan vare i flere måneder, og frakte varme, salt, næringsstoffer og organismer langt fra opprinnelsesstedet.

Mesoskala-virvler, de oseaniske analogene til værsystemer, dominerer havets kinetiske energi. De er synlige i satellittkart over havoverflatens høyde og temperatur som sirkulære anomalier. Sykloniske og antisykloniske virvler har motsatte effekter på termoklinen og på biologisk produktivitet; noen løfter opp næringsstoffer og stimulerer planteplanktonvekst i kantene eller sentrene.

Strømvirvler rører opp i havet, og bidrar til blanding og transport av egenskaper over gjennomsnittlige strømningsbaner. De kompliserer tolkningen av sparsomme observasjoner og må representeres eller parameteriseres i klimamodeller. Høyoppløselige satellittdata og autonome flytere har forbedret evnen til å spore individuelle strømvirvler og kvantifisere deres kumulative innvirkning betraktelig.

En enkelt stor virvelstrøm kan transportere mer vann enn mange av verdens største elver til sammen.