Le dioxyde de carbone entre dans l'eau par dissolution en elle de l'air. CO2 de l'atmosphère se dissout plus facilement dans l'eau froide, où il peut couler à des niveaux profonds de l'océan et y rester pendant des milliers d'années. Une grande partie du CO2 dissous dans l'atmosphère reste dans les niveaux supérieurs de l'océan, et peut facilement rentrer dans l'atmosphère en raison de l'évaporation.
Le dioxyde de carbone est également stockée dans icebergs, qui libèrent leur CO2 qu'ils fondent.