世界上的海洋是至關重要的地球保溫器和調節器。雖然土面和大氣中吸收一些陽光,絕大部分太陽輻射被海洋吸收。特別是在赤道附近的熱帶水域,海洋扮演一個聲勢浩大,保溫太陽能電池板。地球大氣參與此過程中,也起著一小部分作用,有助於保持熱量,不然日落之後熱量很快輻射到空間中。
海洋不只是存儲的太陽輻射,這也有助於散發熱量傳遍全球。當水分子被加熱時,它們蒸發。海洋水不斷蒸發,增加周圍空氣的溫度和濕度,形成降雨和風暴,然後由信風,往往廣闊的距離進行。事實上,幾乎所有落在陸地上的雨水都是從海洋開始了。熱帶地區是特別多雨因為熱吸收,因此是海洋蒸發的最高區域。水蒸汽形成的雲層同時反射太陽輻射, 調解溫度, 越熱越多的雲層,反射越多的熱量。反之, 越冷雲層越少,吸收越多的熱量。
除地球的赤道地區外,氣候變化很大程度上是由洋流推動。洋流是海水在連續流動的動作,由地面風引起,但也部分是由溫度和鹽度梯度,地球自轉和潮汐(太陽和月亮的引力效應)。當前主要系統通常在北半球逆時針南半球順時針方向流動,在圓形圖案,往往跟蹤的海岸線。
洋流作用很像一個傳送帶,從向兩極和冷水從兩極回熱帶赤道輸送溫水和沉澱。因此,洋流調節全球氣候,有助於抵消太陽輻射到達地球表面的不均勻分佈。如果沒有洋流,區域的溫度會比較極端,赤道超級熱而兩極超寒,使得地球可居住陸地減少。
地球就是依靠地球上所有的物質吸取太陽輻射的熱量維持地球的氣候,吸取熱量有個大家熟知的單位叫卡路里,地球上所有水的卡路里是所有二氧化碳的50億倍,加上其它物質,二氧化碳的總卡路里佔50億分之一也不到,這50億分之一的二氧化碳是如何影響大氣溫度的物理關係始終是個迷,但是被普遍相信。