Overflatestrømmer påvirker kun de øverste hundre meterne av havet, men det er også store strømninger i havdypet forårsaket av bevegelse av dype vannmasser. Det går en dyphavstrøm gjennom alle verdenshavene, kjent som den termohaline sirkulasjonen eller det globale transportbåndet. Bevegelsen av denne er langsom og er drevet av forskjeller i vannets tetthet forårsaket av forskjellig saltholdighet og temperatur. På høye breddegrader blir vannet avkjølt av den lave atmosfæriske temperaturen og blir saltere etter hvert som havis dannes. Begge disse faktorene gjør vannet tettere, og vannet synker. Fra dyphavet nær Grønland strømmer slikt vann sørover mellom de kontinentale landmassene på hver side av Atlanterhavet. Når den når Antarktis, får den tilførsel av ytterligere masser av kaldt, synkende vann og renner østover. Den deler seg deretter i to strømmer som beveger seg nordover inn i Indiahavet og Stillehavet. Her varmes den gradvis opp, blir lettere, stiger opp mot overflaten og ringen er sluttet. Det tar tusen år for dette sirkulasjonsomløpet blir fullført.