Okyanus atmosferden karbondioksit emdikçe, kimyasal reaksiyonlar hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu artırır ve deniz suyunun pH'ını düşürür. Bu sürece okyanus asitleşmesi denir. Yüzey pH'ı, sanayi öncesi dönemlerden bu yana yaklaşık 0,1 birim azalmıştır; bu da asitlikte yaklaşık %30'luk bir artışı temsil etmektedir.

Düşük pH, birçok organizmanın kalsiyum karbonattan kabuk ve iskelet oluşturmak için ihtiyaç duyduğu karbonat iyonlarının kullanılabilirliğini azaltır. Mercanlar, pteropodlar, istiridyeler ve bazı planktonlar özellikle hassastır. Asitleşme ayrıca balık ve omurgasızlarda fizyoloji, davranış ve duyusal yetenekleri de etkileyebilir. Etkiler türlere, yaşam evresine ve sıcaklık ve besin durumu gibi yerel koşullara göre değişir.

Atmosferde CO2'nin iyi karışması nedeniyle asitleşme küresel bir olgudur, ancak kıyı suları yerel süreçlerden kaynaklanan ek pH değişkenliği yaşayabilir. CO2 emisyonlarını azaltmak tek temel çözümdür. Bazı su ürünleri yetiştirme işletmeleri, hassas larvaları korumak için su kimyasını zaten tamponlamaktadır. Karbonat kimyasının uzun vadeli izlenmesi artık küresel okyanus gözlem sisteminin bir parçasıdır.

Bir pteropodun ince kabuğu, aragonit bakımından doygun olmayan suda çözünmeye başlayabilir.