W miarę jak oceany absorbują dwutlenek węgla z atmosfery, reakcje chemiczne zwiększają stężenie jonów wodorowych i obniżają pH wody morskiej. Proces ten nazywa się zakwaszaniem oceanów. Odczyn pH powierzchni spadł już o około 0,1 jednostki od czasów przedindustrialnych, co oznacza wzrost kwasowości o około 30%.

Niższe pH zmniejsza dostępność jonów węglanowych, niezbędnych wielu organizmom do budowy muszli i szkieletów z węglanu wapnia. Szczególnie wrażliwe są koralowce, skrzydłonogi, ostrygi i niektóre gatunki planktonu. Zakwaszenie może również wpływać na fizjologię, zachowanie i zdolności sensoryczne ryb i bezkręgowców. Wpływ ten różni się w zależności od gatunku, etapu życia oraz warunków lokalnych, takich jak temperatura i stan odżywienia.

Ponieważ CO2 jest dobrze wymieszane w atmosferze, zakwaszenie jest zjawiskiem globalnym, choć wody przybrzeżne mogą podlegać dodatkowym wahaniom pH wynikającym z lokalnych procesów. Jedynym fundamentalnym rozwiązaniem jest ograniczenie emisji CO2. Niektóre akwakultury już buforują skład chemiczny wody, aby chronić wrażliwe larwy. Długoterminowy monitoring składu chemicznego węglanów jest obecnie częścią globalnego systemu obserwacji oceanów.

Cienka skorupa pteropoda może zacząć rozpuszczać się w wodzie niedosyconej w stosunku do aragonitu.