När havet absorberar koldioxid från atmosfären ökar kemiska reaktioner koncentrationen av vätejoner och sänker havsvattnets pH-värde. Denna process kallas försurning av havet. Ytans pH-värde har redan minskat med cirka 0,1 enheter sedan förindustriell tid, vilket motsvarar en ökning av surhetsgraden med ungefär 30 procent.

Lägre pH minskar tillgången på karbonatjoner som många organismer behöver för att bygga skal och skelett av kalciumkarbonat. Koraller, pteropoder, ostron och en del plankton är särskilt känsliga. Försurning kan också påverka fysiologi, beteende och sensoriska förmågor hos fisk och ryggradslösa djur. Effekterna varierar beroende på art, livsstadium och lokala förhållanden såsom temperatur och näringsstatus.

Eftersom koldioxid är välblandad i atmosfären är försurning ett globalt fenomen, även om kustvatten kan uppleva ytterligare pH-variationer från lokala processer. Att minska koldioxidutsläppen är den enda grundläggande lösningen. Vissa vattenbruksverksamheter buffrar redan vattenkemi för att skydda sårbara larver. Långsiktig övervakning av karbonatkemi är nu en del av det globala havsobservationssystemet.

En pteropods tunna skal kan börja lösas upp i vatten som är undermättat med avseende på aragonit.