Atomy węgla nieustannie przemieszczają się między atmosferą, oceanem, lądem i organizmami żywymi. Oceany odgrywają dominującą rolę w tym globalnym obiegu węgla, pochłaniając około jednej czwartej dwutlenku węgla emitowanego w wyniku działalności człowieka każdego roku.

Na powierzchni CO2 rozpuszcza się w wodzie morskiej i jest przekształcany w rozpuszczony węgiel nieorganiczny. Fitoplankton włącza część tego węgla do materii organicznej poprzez fotosyntezę; część opada w głąb oceanu w postaci cząsteczek lub jest transportowana przez prądy. W dłuższej perspektywie czasowej, powstawanie i rozpuszczanie muszli węglanowych oraz zakopywanie materii organicznej w osadach usuwa węgiel z aktywnego cyklu.

Zmiany cyrkulacji oceanicznej, temperatury i biologii zmieniają siłę tych przepływów. Pobieranie węgla przez człowieka już obniżyło pH powierzchni i będzie to nadal postępować. Zrozumienie obiegu węgla w oceanie ma zatem kluczowe znaczenie dla przewidywania zarówno zmian klimatu, jak i przyszłego składu chemicznego wody morskiej.

Każdego roku oceany pochłaniają miliardy ton węgla, który w przeciwnym razie pozostałby w atmosferze.