Atomii de carbon se mișcă continuu printre atmosferă, ocean, uscat și organismele vii. Oceanul joacă un rol dominant în acest ciclu global al carbonului, absorbind aproximativ un sfert din dioxidul de carbon emis de activitățile umane în fiecare an.

La suprafață, CO2 se dizolvă în apa de mare și este transformat în carbon anorganic dizolvat. Fitoplanctonul încorporează o parte din acest carbon în materia organică prin fotosinteză; o fracțiune se scufundă în adâncurile oceanului sub formă de particule sau este transportată de curenți. Pe perioade mai lungi de timp, formarea și dizolvarea învelișurilor de carbonat și îngroparea materiei organice în sedimente elimină carbonul din ciclul activ.

Schimbările circulației, temperaturii și biologiei oceanice modifică intensitatea acestor fluxuri. Absorbția carbonului antropogen a redus deja pH-ul de suprafață și va continua să o facă. Prin urmare, înțelegerea ciclului carbonului oceanic este esențială pentru prezicerea atât a schimbărilor climatice, cât și a chimiei viitoare a apei de mare.

În fiecare an, oceanul absoarbe miliarde de tone de carbon care altfel ar rămâne în atmosferă.