I det solbelysta övre havet fångar mikroskopiska alger och större sjögräs ljusenergi och omvandlar koldioxid och vatten till organiskt material och syre. Denna process – fotosyntes – utgör basen för nästan alla marina näringsvävar och tillhandahåller en betydande del av syret i jordens atmosfär.

Växtplankton utför huvuddelen av den oceaniska fotosyntesen. Deras produktivitet begränsas av ljus, som minskar med djupet, och av näringsämnen som kväve, fosfor och järn. Djupet där fotosyntesen balanserar andningen är kompensationsdjupet; under det kan nettotillväxten inte upprätthållas. Säsongsbetonade och regionala variationer i ljus och näringsämnen skapar de välbekanta mönstren av vårblomningar och oligotrofa subtropiska öknar.

Att mäta fotosyntesen involverar flask-inkubationer, fluorescenstekniker och satellituppskattningar av klorofyll. Det organiska kolet som produceras antingen driver näringsväven, inandas i övre havet eller sjunker ner i djuphavet som en del av den biologiska kolpumpen. Förändringar i temperatur, stratifiering och näringstillförsel förändrar redan mönstren för marin primärproduktion.

• Omvandling av ljusenergi till organiskt material
• Utförs huvudsakligen av fytoplankton i havet
• Basen för marina näringsvävar och syrekälla
• Begränsad av ljus och näringsämnen