Morza i Oceany thumb|upright=1.6|right|Większość węgla w oceanach występuje w postaci jonów kwasu węglowego – anionu wodorowęglanowego i anionu węglanowego. Ich ilość względem siebie (i względem rozpuszczonego gazowego ) zależy od pH roztworu. Na niebiesko zaznaczono obecne pH wody morskiej. Woda w oceanach styka się z dwoma potężnymi rezerwuarami węgla – atmosferą i osadami węglowymi na dnie oceanów. W normalnych warunkach (stabilne stężenie CO2 w atmosferze) dopływ węgla z atmosfery jest w równowadze z wydzielaniem przez ocean. Pochłanianie dwutlenku węgla zachodzi przede wszystkim w strefach umiarkowanych i podbiegunowych, gdyż w niskiej temperaturze rozpuszczalność w wodzie jest wyższa. Na skutek cyrkulacji oceanicznej woda w tych regionach opada i rozpływa się w głębinach na niższe szerokości geograficzne. Po drodze następuje dodatkowy dopływ węgla z powierzchniowych warstw oceanu wskutek opadania martwych szczątków organicznych w głębiny. W miejscach, gdzie wskutek upwellingu woda wypływa z głębin na powierzchnię następuje wydzielanie węgla w postaci do atmosfery.