气候变化和全球变暖对海洋有直接影响：不仅水温上升，而且酸化程度也在增加，因为它们吸收了22%的人为二氧化碳排放。类似影响包括观察到的脱氧现象在内导致了海洋循环和化学的变化，更不用说海平面的上升，以及对海洋物种多样性的威胁。研究表明，从1971年到2010年，海洋吸收了地球上储存的93%的额外能量，由于这个原因，海面温度从1880年到2015年增加了0.8℃；甚至最深的水层也变暖了。由于海洋变暖和酸化，海洋生物正面临越来越大的压力。

由于气体在冷的液体中比在热的液体中更容易溶解，温暖的海洋吸收人为二氧化碳排放能力将降低。随着升温的进展，海洋的缓冲功能变得越来越低效。

热空气比冷空气吸收更多的水蒸气。因此，空气温度的上升导致大气中的水蒸气增加。由于水蒸气也是一种温室气体，它在大气中的增加导致了温室效应的加强，引发了温度的进一步上升。这就产生了另一个恶性循环，被称为 “水蒸气反馈”，导致全球变暖加速。

温室气体排放的增加导致所谓的全球变暖，其后果之一是海洋水温的上升。 这导致了水的体积的膨胀，造成海平面上升。此外，由于大气温度上升，冰川和冰盖融化，从1880年到2013年，海平面上升了23厘米。在从冰河时期过渡到更热的时期，大量冰的融化导致海平面的上升比今天快得多。然而，如果我们比较过去15年、上个世纪和过去两千年的年均海平面上升，可以发现，如今由于气候变化，海平面上升得更快。

据估计，80%以上的海洋没有被测绘，很多物种尚未被发现。在海洋的深层水域，即使使用迄今为止最先进的技术，人类也无法到达。然而，事实证明，海洋是世界上一些最古老的生物的自然栖息地：例如，据估计，水母是最早居住在海洋中的生物之一，已经存在了超过5亿年的时间。其他生物，如珊瑚，也被认为是长寿的物种，但现在受到全球变暖导致的海洋水温上升的威胁。

海洋酸化对海洋生物的影响是显而易见的：几乎各处的珊瑚礁都在消失，这对这个脆弱的海洋生态系统以及其他物种和生物（如牡蛎）构成了严重的威胁。这些物种通过结合海水中的钙和碳酸盐来制造硬壳和骨架，pH值的降低（酸化）导致可供钙化生物建立和维持其外壳、骨架和其他碳酸钙结构的碳酸盐离子减少。如果pH值过低，壳和骨架甚至会溶解。

健康的海洋意味着健康的鱼群和安全的食物来源。海产品和海洋资源在养活世界上不断增长的人口方面起着至关重要的作用，特别是沿海社区依赖于可持续的渔业。我们有责任保护海洋，从而避免倾倒塑料垃圾和其他污染物（如城市排放物、农业径流），还需要修复石油泄漏造成的损失。如果我们想为子孙后代保护海洋的健康鱼群，渔业的可持续管理至关重要。

沿海和海洋生态系统的退化不仅对当地社区和当地渔民、原住民和其他沿海社区构成严重威胁，而且对国际商业组织和旅游业也构成严重威胁，旅行者们已经看到了气候变化和对脆弱生态系统的污染的影响。

海洋的水动态影响我们的气候，自然也影响我们的整个生态系统。洋流在调节海洋生态系统方面起着根本性的作用，它们表现为海洋里水的持续和直接运动。

洋流既存在于海洋表面，也存在于海洋深处，它们在本地和全球流动。表层洋流是由太阳能量驱动的全球风系所带动的。这些表层洋流将热量从热带地区转移到极地，而发源于热带加勒比海的湾流则沿着美国东海岸穿越大西洋向欧洲移动，使北欧比同纬度的其他地方更温暖。深海洋流则不同：水温和盐度的变化而产生的水密度差异，产生了深海洋流。这一特殊过程被称为温盐环流。大量的冷咸水下沉到了海底，表层水又流入海底以取代下沉的水。这些不同的洋流是地球气候系统的一个关键部分，并自然地调节着海洋营养物质和二氧化碳循环。