A dissolução do CO2 atmosférico na água do mar aumenta a concentração do íon hidrogênio H+ da água, reduzindo assim o pH do oceano. O Secretariado da "Convenção sobre Diversidade Biológica" indicou que em 2014 a queda já atinge 0,1. Este valor, aparentemente baixo, na verdade representa um aumento de quase 30% na acidez da água em relação aos níveis pré-industriais. Até 2100 é prevista uma queda no pH ainda maior, podendo chegar a 0,3, o que significaria uma acidificação 170% maior do que no período pré-industrial. Estimativas independentes chegaram a resultados ainda mais pronunciados, prevendo uma queda de 0,5 a 0,7. Porém, a distribuição da acidificação é irregular, e ocorre com mais rapidez nos mares frios do que nos quentes. Os oceanos absorveram cerca de metade da quantidade de gás carbônico emitida para a atmosfera ao longo dos últimos 200 anos, quando os níveis globais começaram sua rápida elevação.