碳仅次于岩石圈。浅海有大量的，同时也有有机分子迅速的在海洋和大气中交换。深海中总无机碳的浓度比浅海要多15%，而且会在深海中停留相当长的时间。温盐环流会在浅海和深海之间交换含碳物质。含碳分子进入海中的方式是经由空气中的二氧化碳溶入水中，转换为碳酸、碳酸氢盐及碳酸盐：CO + HO HCO HCO + H CO + 2 H。此反应会产生氢离子（），降低海洋的pH，提高其酸性。含碳分子也可能以可溶有机碳的形式溶在河水中，进入海中，再经由行光合生物的生物转换为其他形式的有机碳。有机碳可能是在食物链中交换，