Oppvarming har forårsaket, og vil fortsette å forårsake, endringer i antall, geografisk distribusjon, migrasjonsmønstre og tid for sesongsykluser for marine arter (veldig høy konfidens). Dette vil skje parallelt med reduksjon av populasjonsstørrelser (middels konfidens). Dette har resultert i, og vil fortsette å resultere i, endring av interaksjoner mellom arter, slik som konkurranse og dynamikken mellom predatorer og byttedyr (høy konfidens). En rekke marine organismer er dessuten sårbare, ut fra deres ulike evne til å leve innenfor et bestemt temperaturintervall.