Curenții oceanici rareori curg în linie dreaptă. Aceștia șerpuiesc și adesea ciupesc porțiuni de apă în rotație, cunoscute sub numele de vârtejuri. Aceste forme variază de la câțiva kilometri la sute de kilometri în diametru și pot persista timp de luni de zile, transportând căldură, sare, nutrienți și organisme departe de locul lor de origine.

Vârtejurile de mezoscală, analogii oceanici ai sistemelor meteorologice, domină energia cinetică a oceanului. Acestea sunt vizibile pe hărțile satelitare ale înălțimii și temperaturii suprafeței mării ca anomalii circulare. Vârtejurile ciclonice și anticiclonice au efecte opuse asupra termoclinei și asupra productivității biologice; unele ridică nutrienții și stimulează creșterea fitoplanctonului la marginile sau centrele lor.

Vârtejurile agită oceanul, contribuind la amestecare și la transportul proprietăților pe căile medii de curgere. Acestea complică interpretarea observațiilor rare și trebuie reprezentate sau parametrizate în modelele climatice. Datele satelitare de înaltă rezoluție și plutitoarele autonome au îmbunătățit considerabil capacitatea de a urmări vârtejurile individuale și de a cuantifica impactul lor cumulativ.

Un singur vârtej mare poate transporta mai multă apă decât multe dintre râurile mari ale lumii la un loc.