Океанские течения редко движутся по прямым линиям. Они извиваются и часто захватывают вращающиеся участки воды, известные как вихри. Эти образования имеют размеры от нескольких километров до сотен километров в поперечнике и могут сохраняться в течение нескольких месяцев, перенося тепло, соль, питательные вещества и организмы на большие расстояния от своего источника.

Мезомасштабные вихри, океанические аналоги погодных систем, доминируют в кинетической энергии океана. На спутниковых картах высоты поверхности моря и температуры они видны как круговые аномалии. Циклонические и антициклонические вихри оказывают противоположное воздействие на термоклин и биологическую продуктивность; некоторые поднимают питательные вещества и стимулируют рост фитопланктона на своих краях или в центре.

Вихри перемешивают океаническую воду, способствуя перемешиванию и переносу веществ по средним путям течения. Они усложняют интерпретацию немногочисленных наблюдений и должны быть учтены или параметризованы в климатических моделях. Высокоточные спутниковые данные и автономные плавучие зонды значительно улучшили возможности отслеживания отдельных вихрей и количественной оценки их совокупного воздействия.

Один крупный водоворот способен перенести больше воды, чем многие крупнейшие реки мира вместе взятые.