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世界上的海洋是至关重要的地球保温器和调节器。虽然土面和大气中吸收一些阳光，绝大部分太阳辐射被海洋吸收。特别是在赤道附近的热带水域，海洋扮演一个声势浩大，保温太阳能电池板。地球大气参与此过程中，也起着一小部分作用，有助于保持热量，不然日落之后热量很快辐射到空间中。
海洋不只是存储的太阳辐射，这也有助于散发热量传遍全球。当水分子被加热时，它们蒸发。海洋水不断蒸发，增加周围空气的温度和湿度，形成降雨和风暴，然后由信风，往往广阔的距离进行。事实上，几乎所有落在陆地上的雨水都是从海洋开始了。热带地区是特别多雨因为热吸收，因此是海洋蒸发的最高区域。水蒸汽形成的云层同时反射太阳辐射， 调解温度， 越热越多的云层，反射越多的热量。反之， 越冷云层越少，吸收越多的热量。
除地球的赤道地区外，气候变化很大程度上是由洋流推动。洋流是海水在连续流动的动作，由地面风引起，但也部分是由温度和盐度梯度，地球自转和潮汐（太阳和月亮的引力效应）。当前主要系统通常在北半球逆时针南半球顺时针方向流动，在圆形图案，往往跟踪的海岸线。
洋流作用很像一个传送带，从向两极和冷水从两极回热带赤道输送温水和沉淀。因此，洋流调节全球气候，有助于抵消太阳辐射到达地球表面的不均匀分布。如果没有洋流，区域的温度会比较极端，赤道超级热而两极超寒，使得地球可居住陆地减少。
地球就是依靠地球上所有的物质吸取太阳辐射的热量维持地球的气候，吸取热量有个大家熟知的单位叫卡路里，地球上所有水的卡路里是所有二氧化碳的50亿倍，加上其它物质，二氧化碳的总卡路里占50亿分之一也不到，这50亿分之一的二氧化碳是如何影响大气温度的物理关系始终是个迷，但是被普遍相信。