Kiedy wody powierzchniowe zbiegają się lub stają się gęstsze w wyniku ochłodzenia lub parowania, opadają. Ten ruch w dół nazywa się downwellingiem. Przenosi on tlen, ciepło i rozpuszczony węgiel do wnętrza oceanu i pomaga zamknąć globalną cyrkulację, zwracając wodę, która wcześniej wypłynęła w inne miejsce.

Downwelling przybrzeżny występuje, gdy wiatry spychają wodę powierzchniową w kierunku brzegu, spiętrzając ją i wymuszając jej opadanie. Downwelling na otwartym oceanie jest powszechny w wirach subtropikalnych, gdzie zbiega się transport Ekmana. W morzach polarnych i subpolarnych intensywne zimowe ochłodzenie powoduje, że gęsta woda opada na dużą głębokość, zasilając głęboką gałąź cyrkulacji wywracającej.

Regiony downwellingu są często mniej produktywne na powierzchni, ponieważ składniki odżywcze nie są uzupełniane z dołu. Są one jednak kluczowe dla wentylacji głębin oceanicznych i sekwestracji węgla antropogenicznego. Bezpośrednia obserwacja downwellingu jest trudna; jego obecność wnioskuje się na podstawie struktury gęstości, rozkładu znaczników i rozbieżności prądów poziomych.

Woda, która opadła do północnego Atlantyku, może nie powrócić na powierzchnię przez całe stulecia.