大氣二氧化碳在海水中的溶解吸收是通過海洋浮游植物的光合作用而進行的。海洋中的浮遊動物又吞食浮游植物，食肉類的浮遊動物吃食草類浮遊動物。這些生命系統所產生的植物和動物碎屑沉降在海洋中，某些沉降物將分解並作為營養物回到海水中，但也有一些，大約1％，到達深海或海床在那裡被沉積而不再進入碳循環，這稱之為生物泵。生物泵的淨化效果是減少表層海水中的碳含量使得它可以從大氣中獲取更多的二氧化碳以恢復表層平衡。
海洋浮游植物通過光合作用吸收大氣CO2、釋放出氧氣，成為海洋食物鏈中其它各級生物的有機質食物來源，同時產生各種鈣質生物骨骼或殼體，死亡後的殘骸逐漸沉降到洋底。這就猶如水泵那樣，將上層海水中的CO2最終被“抽提”輸送到洋底沉積物之中。一般，海洋初級生產力越高，大氣CO2濃度就越低。
