Les océans jouent un rôle unique dans la régulation de notre climat, et cela est dû à la forte la capacité thermique spécifique. Cela signifie que beaucoup de chaleur est nécessaire pour augmenter la température d'une certaine quantité d'eau. Inversement, cette grande quantité de chaleur stockée peut lentement être libérée. Dans le contexte des océans, cette capacité à libérer de grandes quantités de chaleur modère les climats. Les zones qui devraient être plus froides en raison de leur latitude restent plus chaudes (par exemple, Londres ou Vancouver), et les zones qui devraient être plus chaudes restent plus fraîches (par exemple, San Diego en été). Cette capacité thermique spécifique élevée, en conjonction avec la masse pure de l'océan, lui permet de stocker plus de 1000 fois plus d'énergie que l'atmosphère peut pour une augmentation équivalente de la température. Selon le GIEC:
Depuis le rapport précédent, de grandes quantités de nouvelles données ont été publiées et le GIEC a pu faire de nombreuses déclarations avec plus de confiance: il est au moins très probable les océans se sont réchauffés, le niveau de la mer a augmenté, les contrastes de salinité ont augmenté et les concentrations de dioxyde de carbone ont augmenté et provoqué l'acidification. Une grande incertitude demeure quant aux effets du changement climatique sur les grands schémas et cycles de circulation, et on sait encore relativement peu de choses sur les changements dans les parties les plus profondes de l'océan.