Güneş ışığı alan okyanusun üst katmanlarında, mikroskobik algler ve daha büyük deniz yosunları ışık enerjisini yakalayarak karbondioksit ve suyu organik madde ve oksijene dönüştürür. Fotosentez adı verilen bu süreç, neredeyse tüm deniz besin ağlarının temelini oluşturur ve Dünya atmosferindeki oksijenin önemli bir bölümünü sağlar.

Fitoplanktonlar okyanus fotosentezinin büyük bir bölümünü gerçekleştirir. Verimlilikleri, derinlikle azalan ışık ve azot, fosfor ve demir gibi besin maddeleriyle sınırlıdır. Fotosentezin solunumu dengelediği derinlik, denge derinliğidir; bunun altında net büyüme sürdürülemez. Işık ve besin maddelerindeki mevsimsel ve bölgesel değişimler, ilkbahar çiçeklenmeleri ve oligotrofik subtropikal çöllerin bilindik desenlerini oluşturur.

Fotosentez ölçümü, şişe inkübasyonları, floresans teknikleri ve klorofilin uydu tahminlerini içerir. Üretilen organik karbon ya besin zincirini besler, ya okyanusun üst katmanlarında solunum yoluyla tüketilir ya da biyolojik karbon pompasının bir parçası olarak okyanusun derinliklerine iner. Sıcaklık, tabakalaşma ve besin maddesi tedarikindeki değişiklikler, denizdeki birincil üretim modellerini zaten değiştiriyor.

• Işık enerjisinin organik maddeye dönüştürülmesi
• Okyanusta çoğunlukla fitoplanktonlar tarafından gerçekleştirilir.
• Deniz besin ağlarının temeli ve oksijen kaynağı
• Işık ve besin maddeleriyle sınırlı