Khi nồng độ oxy hòa tan trong nước giảm xuống mức đủ thấp để gây căng thẳng hoặc giết chết các sinh vật hiếu khí, tình trạng này được gọi là thiếu oxy (hypoxia). Ngưỡng này khác nhau tùy theo loài, nhưng các giá trị dưới khoảng 2 miligam trên lít thường được sử dụng làm định nghĩa thực tế cho tình trạng thiếu oxy nghiêm trọng.

Hiện tượng thiếu oxy ở vùng ven biển thường liên quan đến hiện tượng phú dưỡng: lượng chất dinh dưỡng dư thừa kích thích sự phát triển của tảo, và quá trình phân hủy chất hữu cơ sau đó tiêu thụ oxy. Sự phân tầng ngăn cản việc bổ sung oxy từ khí quyển. Các vùng thiếu oxy ở đại dương mở xuất hiện tự nhiên ở độ sâu trung bình, nơi chất hữu cơ được hô hấp và sự lưu thông chậm; các vùng này đang mở rộng ở một số khu vực khi đại dương ấm lên và phân tầng nhiều hơn.

Tình trạng thiếu oxy làm thay đổi chuỗi thức ăn, gây thu hẹp môi trường sống cho các loài di động và có thể dẫn đến chết hàng loạt các sinh vật không di chuyển. Giám sát nồng độ oxy và giảm lượng chất dinh dưỡng đầu vào là những biện pháp quản lý chính ở vùng biển ven bờ. Những thay đổi do biến đổi khí hậu gây ra đối với hàm lượng oxy ở đại dương mở đang trở thành mối lo ngại ngày càng tăng đối với các hệ sinh thái biển sâu và tầng giữa.

• Điều kiện nồng độ oxy hòa tan thấp
• Gây căng thẳng hoặc giết chết sinh vật biển hiếu khí.
• Thường liên quan đến sự giàu dinh dưỡng và sự phân tầng.
• Mở rộng ở một số khu vực đại dương mở