普通表層と深層の海水は、水塊の温度や塩分濃度など物理的・化学的な性質により、お互いに混ざり合うことがない。また、表層と深層にはそれぞれ独立した海流が存在し、両者が接続するのは地球上のほんの一部の限られた地域のみである。しかし、ある特定の条件を満たした場所では深層から表層へ、一時的あるいは長期的に海水が湧き上がるような流れが発生することがあり、これを湧昇と呼んでいる。
発生の仕組み.
エクマン輸送による湧昇.
海上で風（ここでは何日も同じ方向に吹き続けるような気流のこと）が吹くと、コリオリの力により、北半球では風の流れに対して直角右向きに海水が移動する。これをエクマン輸送という。南半球ではコリオリの力の向きが北半球と逆になるので、海水は直角左向きに移動する。
沿岸湧昇.
北半球の大陸の西岸で南向きの風（北風）が吹くと、風の応力とコリオリ力の合力で海水は西、すなわち岸から沖に向かって移動する。すると、少なくなった海水を補うように、深層から大陸の斜面を伝わって海水が湧昇してくる。これは沿岸湧昇と呼ばれる現象である。カリフォルニア州やペルー沿岸がこのケースに当てはまり、実際に沿岸湧昇が発生する地域として知られている。
大陸の東岸で北向きの風（南風）が吹いても同じ現象が起こる。また、南半球においては、大陸の西岸では南風、東岸では北風が吹くことで湧昇が発生する。
赤道湧昇.
赤道付近では貿易風という東寄りの風が吹いているため、エクマン輸送により北半球では進行方向右側、すなわち北に向かう流れが発生し、南半球では南に向かう流れが発生する。すると赤道の表層には海水がなくなってしまうので、それを補うように深海から海水が上がってくる。これが赤道湧昇である。
海洋火山の存在による湧昇.
海洋には、地球の深部にあるマグマの活動やホットスポットによって出来た海底火山が無数にあり、一部は頂上が海面に顔を出すほど高いものもある。海上に突き出た部分は島となり、これを海洋島（かいようとう）と呼んでいる。ハワイ諸島などが例として挙げられる。
海洋島の付近では湧昇が発生し、海の砂漠といわれる外洋の中にあって、オアシスのような豊かな生態系を作り出している。これは深層海流が海底火山にぶつかって、湧昇流となり、表層に栄養分をもたらすためである。
流氷による湧昇.