Noch sind davon nur die oberen Schichten der Ozeane betroffen. „Sickert“ die Erwärmung in die tieferen Schichten durch, könnte dies gravierende langfristige Folgen haben. Als Beispiel seien hier die enormen Mengen an Methanhydrat am Erdboden am Nordpol sein, die bei Auflösung zu einem enormen Freisetzen des Treibgases Methan führen würde, was zum Treibhauseffekt beiträgt.
Die Erwärmung der Meere hat darüber hinaus Einfluss auf die Meerbewohner. Fische und Meeressäuger sind auf eine spezifische Temperatur eingestellt und spezialisiert. Steigt die Temperatur des Meeres in ihrer angestammten Umgebung an, kommt es zu einer Veränderung der Vegetation und der Ansiedlung von neuen Konkurrenten in der Nahrungskette. Dies sorgt für eine Verdrängung der bisherigen Einwohner, denen nur der die Verlagerung ihres Lebensraumes als Option zum Überleben bleibt.
Das vor der Ausrottung stehende der Kabeljau-Population in der Nordsee oder das zunehmende Sterben von Korallenriffen weltweit sind bereits heute stichhaltige exemplarische Beweise für die Empfindlichkeit des Ökosystems Ozean.