L'océan est au cœur du système climatique. Il stocke près d'un quart des émissions anthropiques de CO2 et absorbe plus de 90 % de la chaleur excédentaire qui leur est imputée.
Sous l'effet du changement climatique, les calottes glaciaires et les glaciers fondent et continueraient de fondre pendant des siècles même si les émissions anthropiques de CO2 cessaient aujourd'hui. Le niveau de la mer s'élève sous l'effet conjugué de la dilatation thermique de l'eau et de la fonte des calottes glaciaires et des glaciers continentaux. L'océan, chauffé par le haut, se stratifie davantage, les couches profondes s'appauvrissant en oxygène et les eaux de surface, en nutriments provenant du fond. En parallèle, des vagues de chaleur marines de plus en plus fréquentes dégradent les coraux tandis que l'acidification de l'eau de mer, consécutive à la dissolution du CO2, fragilise à la fois mollusques et coraux.
Ces phénomènes menacent les écosystèmes marins et de montagne et affectent en profondeur les sociétés humaines et leurs cultures. La régression des glaciers expose les populations vivant en aval à une diminution de leur ressource en eau douce. Selon les scénarios, le niveau de la mer augmentera de 20 cm à plus d'un mètre d'ici à 2100, impactera de nombreux êtres humains, près de 30 % de la population mondiale habitant aujourd'hui à moins de 100 km de l'océan.