Die globale Erwärmung wirkt sich auch auf die Meere aus: Auch sie erwärmen sich vor allem in den oberen Wasserschichten– und das hat Konsequenzen: Viele Meerestiere reagieren viel empfindlicher auf Temperaturänderungen als Tiere, die auf dem Land leben. Wenn das Wasser wärmer wird, wandern diese Meerestiere in nördlichere Regionen ab.
Damit kippt das ökologische Gleichgewicht der Meere: Kabeljau findet man plötzlich nur noch in nördlichen Regionen, während man in der Nordsee auch schon Sardinen fangen kann. Dadurch entsteht zum Beispiel das Problem, dass Jungfischen die Nahrung fehlt. Denn die Ablage der Kabeljaueier ist nicht mehr zeitlich mit dem Wachstum des Planktons abgestimmt.
Ein großes Problem stellt die Erwärmung der Meere für die Korallenriffe dar. Durch diese Erwärmung kommt es immer häufiger zur sogenannten Korallenbleiche. Zwar können sich die Korallenriffe von einer solchen Korallenbleiche erholen - bleibt das Wasser aber konstant zu warm, so sterben die Korallen. Sie verlieren ihre Farbe automatisch, wenn sie sterben. Alles, was zurückbleibt, ist das weiße Kalkgehäuse. Bereits in den 1970er Jahren hat man dieses Naturphänomen beobachtet. Damals waren jedoch nur wenige Korallenriffe davon betroffen.
Die Toleranz der Korallen gegenüber Schwankungen der Temperatur ist wie bei fast allen Meereslebewesen relativ gering. Nur kann sich die Koralle nicht wie andere Lebewesen einfach in kältere Gefilde zurückziehen. Eine Anpassung der Korallen ist zwar möglich, wahrscheinlich ist sie jedoch nicht. Denn dafür bräuchten die Korallen mehr Zeit, als ihnen zur Verfügung steht. So bleibt nur zu hoffen, dass die Menschen es schaffen, eine globale Erwärmung der Meere zu stoppen oder zumindest zu vermindern.
Die Erwärmung der Meere hat außerdem Auswirkung auf den Anstieg der Meeresoberfläche. Denn wenn sich das Wasser erwärmt, dehnt es sich aus.