Изменение климата и глобальное потепление напрямую влияют на океаны: не только повышается температура воды, но и происходит её окисление, поскольку океаны поглощают 22% выбросов CO₂, произведённых человеком. Всё это приводит к изменениям в океанской циркуляции и химическом составе, не говоря уже о повышении уровня моря и угрозе разнообразию морских видов. Некоторые исследования показали, что с 1971 по 2010 год океаны поглотили 93% дополнительной энергии, накопленной на Земле; в результате средняя температура поверхности моря повысилась на 0,8°C с 1880 по 2015 год; также нагрелись более глубокие слои воды. Морские организмы всё больше испытывают стресс из-за потепления и окисления океанов.

Поскольку газы лучше растворяются в холодных жидкостях, чем в тёплых, более тёплые моря способны поглощать меньше выбросов CO₂, произведённых человеком. С усилением потепления буферная функция океанов становится всё менее эффективной.

Тёплый воздух поглощает больше водяного пара, чем холодный. Поэтому повышение температуры воздуха вызывает увеличение количества водяного пара в атмосфере. Поскольку водяной пар также является парниковым газом, его увеличение в атмосфере усиливает парниковый эффект, вызывая дальнейшее повышение температуры. Это порождает новый замкнутый круг, известный как «обратная связь водяного пара», который ускоряет глобальное потепление.

Увеличение выбросов парниковых газов вызывает так называемое глобальное потепление, и одним из последствий является повышение температуры океанской воды. Это приводит к увеличению объёма воды за счёт её теплового расширения, вызывая повышение уровня моря. Кроме того, ледники и ледяные шапки тают из-за повышения температуры атмосферы. В результате с 1880 по 2013 год уровень моря поднялся на 23 см. При переходе от ледниковых эпох к более тёплым периодам таяние больших объёмов льда вызывало повышение уровня моря намного быстрее, чем сейчас. Тем не менее, если сравнить среднегодовое повышение уровня моря за последние 15 лет, последний век и последние две тысячи лет, можно заметить, что уровень моря повышается быстрее из-за изменения климата.

По оценкам, более 80% океанов не нанесены на карту и не исследованы, что оставляет открытым вопрос о том, сколько видов еще предстоит открыть, особенно если речь идет о глубоководных районах океанов, недоступных человеку даже с помощью самых передовых технологий. Тем не менее, доказано, что океаны являются естественной средой обитания некоторых из самых древних существ на Земле: например, считается, что медузы, одни из первых организмов, населявших океаны, существуют более полумиллиарда лет. Другие организмы, такие как кораллы, также считаются долгожителями, но сегодня они находятся под угрозой из-за глобального потепления, вызывающего повышение температуры воды в океанах.

Влияние повышения кислотности океанов на морские организмы очевидно: коралловые рифы исчезают почти во всех районах их обитания, что представляет серьёзную угрозу для этой хрупкой морской экосистемы, а также для других видов и организмов, таких как устрицы, которые создают твёрдые раковины и скелеты, используя кальций и карбонат из морской воды. Повышение кислотности (снижение pH) приводит к уменьшению количества доступных карбонатных ионов, необходимых организмам для построения и поддержания раковин, скелетов и других структур из карбоната кальция. Если pH становится слишком низким, раковины и скелеты могут даже начать растворяться.

Здоровые океаны означают здоровые рыбные популяции и, следовательно, надежный источник пищи. Морепродукты и ресурсы океанов играют важную роль в питании растущего мирового населения, и прибрежные сообщества особенно зависят от устойчивого рыболовства. Наша ответственность — защищать океаны, избегая сброса пластиковых отходов и других загрязнителей (например, городских стоков, сельскохозяйственных стоков) и устраняя последствия разливов нефти. Этот аспект имеет фундаментальное значение, вместе с устойчивым управлением рыболовством, если мы хотим сохранить здоровье рыбных популяций океанов для будущих поколений.

Деградация прибрежных и морских экосистем представляет серьезную угрозу не только для местных сообществ, рыбаков, коренных народов и других прибрежных групп, но и для международных коммерческих организаций и туристической индустрии, которые уже ощущают последствия изменения климата и загрязнения этих хрупких экосистем.

Воды океанов находятся в движении и влияют на наш климат и, естественно, на всю экосистему. Океанические течения играют фундаментальную роль в регулировании морских экосистем и представляют собой непрерывные и направленные движения океанской воды.

Океанические течения существуют как на поверхности океана, так и в его глубинах, они движутся как на местном, так и на глобальном уровне. Поверхностные течения управляются глобальными ветровыми системами, питаемыми энергией солнца. Эти поверхностные течения переносят тепло от тропиков к полярным регионам, в то время как Гольфстрим, начинающийся в тропических Карибах, движется вдоль восточного побережья США через Атлантику в Европу, поддерживая север Европы более теплым по сравнению с другими местами на той же широте. Глубоководные океанические течения отличаются: в этом случае разницы в плотности воды, обусловленные изменчивостью температуры и солености, вызывают эти глубокие течения. Этот особый процесс известен как термохалинная циркуляция. Соленая и относительно холодная вода буквально опускается на дно океана, а поверхностная вода замещает опускающуюся воду. Эти различные серии океанических течений являются важной частью климатической системы Земли и естественным образом регулируют циклы питания и углекислого газа (CO₂) в океанах.