Οι ωκεανοί παίζουν ένα μοναδικό ρόλο στη ρύθμιση του κλίματος μας, και αυτό οφείλεται στο υψηλό ύδωρ ειδική θερμοχωρητικότητα. Αυτό σημαίνει ότι απαιτείται μεγάλη ποσότητα θερμότητας για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας συγκεκριμένης ποσότητας νερού. Αντίθετα, αυτή η μεγάλη ποσότητα αποθηκευμένης θερμότητας μπορεί αργά να απελευθερωθεί. Στο πλαίσιο των ωκεανών, αυτή η ικανότητα απελευθέρωσης τεράστιων ποσοτήτων θερμότητας περιορίζει τα κλίματα. Οι περιοχές που πρέπει να είναι πιο κρύες λόγω του γεωγραφικού τους εύρους παραμένουν θερμότερες (για παράδειγμα, το Λονδίνο ή το Βανκούβερ), και οι περιοχές που πρέπει να είναι πιο ζεστές παραμένουν πιο δροσερές (για παράδειγμα, το Σαν Ντιέγκο το καλοκαίρι). Αυτή η υψηλή ειδική θερμική χωρητικότητα, σε συνδυασμό με την καθαρή μάζα του ωκεανού, της επιτρέπει να αποθηκεύει πάνω από 1000 φορές περισσότερη ενέργεια από την ατμόσφαιρα για μια ισοδύναμη αύξηση της θερμοκρασίας. Σύμφωνα με την IPCC:
Από την προηγούμενη έκθεση δημοσιεύτηκαν τεράστια ποσά νέων δεδομένων και η IPCC μπόρεσε να κάνει πολλές δηλώσεις με περισσότερη εμπιστοσύνη: είναι τουλάχιστον πολύ πιθανό οι ωκεανοί έχουν θερμανθεί, τα επίπεδα της θάλασσας έχουν αυξηθεί, οι αντιθέσεις στην αλατότητα έχουν αυξηθεί και οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα έχουν αυξηθεί και έχουν προκαλέσει οξίνιση. Πολύ αβεβαιότητα παραμένει για τις επιπτώσεις της αλλαγής του κλίματος σε μεγάλα μοντέλα και κύκλους κυκλοφορίας και ακόμη σχετικά λίγα είναι γνωστά για τις αλλαγές στα βαθύτερα τμήματα του ωκεανού.