Densitetsskillnader orsakade av temperatur (termo) och salthalt (halinhalt) driver en global havsvändning. Kallt, salt vatten som bildas i polarregionerna sjunker och sprider sig genom djuphavet, medan långsammare uppåtgående vattenströmmar återför vatten till ytan på andra ställen. Denna termohalina cirkulation, ibland kallad det globala transportbandet, omfördelar värme och kol i tidsskalor på århundraden.

Nordatlanten är en viktig region för bildandet av djupt vatten; Södra oceanen runt Antarktis är en annan. Återflödet mot ytan är distribuerat och fortfarande ofullständigt kartlagt. Förändringar i sötvattentillförseln från smältande is eller förändrad nederbörd kan försvaga bildandet av tätt vatten och därigenom förändra cirkulationen, med potentiella klimatkonsekvenser, särskilt för Nordatlanten.

Bevis för tidigare förändringar i termohalin cirkulation kommer från sedimentregister och iskärnor. Moderna observationer förlitar sig på djupa förtöjningar, flottörer och spårämnen. Modeller av varierande komplexitet simulerar cirkulationen och dess känslighet för kraftpåverkan. Systemet är långsamt men bär enorma volymer vatten och värme.

Ett vattenparti som sjunker i Nordiska haven kan ta tusen år att fullborda sitt kretslopp.