Ett internationellt team har visat att de översta millimeterna av havet är rika på sekret från växtplankton.
Gruppens tester visar att detta mikroskopiska material kan nukleera iskristaller om lyfts in i atmosfären genom att krascha vågor och havsspray.
Om detta är en mycket utbredd process, det sannolikt ändrar moln egenskaper, berättar forskarna tidskriften Nature.
Ett större eller mindre överflöd av is kommer att påverka molnens livstider, deras nederbördspotential, och om de beter sig som en filt för att värma atmosfären, eller som en ljus sköld för att reflektera solljus, vilket har en kylande effekt.
Det är ytterligare en faktor som klimatmodeller måste ta hänsyn till, säger studien leder Dr Theo Wilson från University of Leeds, Storbritannien.
"Vår förståelse av molnbildning är faktiskt ganska dålig, och vi måste förstå bättre hur is görs så att modellerare kan bättre representera det", berättade han BBC News.
Wilsons team besökte Arktis, nordvästra Atlanten och nordöstra Stilla havet.
Forskarna använde en fjärrstyrd båt för att tråla det översta "mikroskiktet" av dessa vatten för att se vilken typ av organiskt material det innehöll.
Phytoplankton är tydligt närvarande, men dessa organismer, så små som de är, är verkligen för stora för att bli högt upp på himlen.
Växterna utsöndrar dock också materia. Dessa "exuderar", som de kallas, är gelliknande, och deras skala är i storleksordningen 0,2-0,02 mikrometer.
Detta innebär att de är kapabla att förflyttas till himlen.
"Detta "goo" är den typ av material som kommer att komma in i den fina bråkdelen av havsspray aerosol, som är den del av havssprayen som kommer att göra det högt in i atmosfären," förklarade Dr Wilson.
Hans team visar att exsudaterna kan bli Ice Nucleating Partiklar (INPs) i atmosfären.
"Exakt varför de är bra på att göra is är fortfarande inte klart", sade medforskaren Dr Luis Ladino från University of Toronto, Kanada.
"Det kan bero på att deras struktur liknar is; det kan bero på att de har viss affinitet till att ha vätebindningar; eller någon annan gynnsam kemi på sin yta. Det finns förmodligen många komponenter, och du kan inte säga att det bara är en."
Effekterna av organiska INP:er är mest relevanta i de delar av jordklotet där ökendamm eller föroreningspartiklar - sedan länge kända utlösare för isbildning i moln - är mycket reducerade.
Dessa platser skulle vara de mer avlägsna områdena på jorden, till exempel vid polerna eller i södra oceanen.  Här kan organiska INPs spela en mycket mer betydelsefull, och hittills oigenkännlig, roll i frysningen av moln.
Modeller kommer att behöva vara medvetna om detta när de simulerar framtida klimatscenarier, säger teamet.
I Arktis, till exempel, öppnar den väldokumenterade minskningen av havsis havsvatten för längre perioder av året, vilket gör det möjligt för vindar att mer fritt agera på ytan för att producera vågor och havssprej.  Det öppna havet kommer sannolikt också att öka produktionen av växtplankton med mer solljus kommer in i de översta vattenlagren.
"Och i södra oceanen finns en stor del av molnen i ett superkylt tillstånd med flytande vatten under noll grader. Så, om du hade en situation där klimatförändringarna orsakar en stor ökning av flödet av dessa INPs då kan det börja glaciera dessa moln, som skulle ha en dominoeffekt på deras optiska och nederbörd egenskaper. Dessa är den typ av feedback vi behöver för att förstå, säger Dr Wilson.
Jonathan.Amos-INTERNET@bbc.co.uk och följ mig på Twitter: @BBCAmos
Forskare säger att små havsväxter kan spela en viktig roll i isbildningen i moln.