海洋對大氣中二氧化碳的另一個重要影響，是碳的運輸和轉移在海洋二氧化碳分布和海-氣之間交換速率所起的控製作用。它包括水平運輸和垂直轉移，主要取決於海洋環流、生物生產力和物理-化學過程。現已發現，其中生物過程的貢獻尤為重要，特別是所謂的“生物泵”在垂直轉移過程中發揮了重大作用，它促進了碳從海表層向深層的轉移。研究表明，生物的初級生產主要限於真光層，浮遊植物在那裏進行光合作用吸收二氧化碳，並將其轉化為顆粒態，即浮遊植物細胞，然後通過食物鏈逐級轉化為更大的顆粒。而在中層帶則由浮遊動物的活動所控製。因此，海洋碳的垂直轉移主要依靠浮遊動物的碎屑和糞粒來完成。另外，由於在光合作用的過程中同時有大量的產品以溶解有機碳的形式釋放到海水中，它又可以被異養微生物利用轉化為顆粒有機碳，所以溶解有機碳在化學過程中也起著不可忽視的作用。
研究還表明，海洋中碳酸鹽(主要碳酸鈣和碳酸鎂)的形成和沉積是碳轉移的另一個途徑。碳酸鈣和碳酸鎂的表現溶度積與海水的溫度、鹽度、壓強有關，但研究發現，溫度和鹽度並不是影響海水碳酸鈣飽和度的主要因素，決定的因素是碳酸根。而影響碳酸鹽濃度主要是海水中的二氧化碳濃度。
盡管目前關於海洋對大氣中二氧化碳的作用研究已經取得了不少重要成果，但是還有許多的未知領域有待進一步探討。因此，在全球變化研究中已經把它作為全球海洋通量研究的主題列入計劃，以確定和深入了解在全球尺度海洋控製碳及其有關生源要素通量變化的過程，估計海洋與大氣、海底和陸架界麵間的交換量，進而為研究和預測長期氣候變化服務。
海冰、冰蓋對氣候的影響地球上的海冰和冰蓋主要分布在兩極和高緯度區域，它在維持氣候和對氣候變化的影響十分顯著。
迄今的研究表明，海冰的變化主要通過與氣溫間的關係對局部地區的氣象產生影響。區域性的海冰變化與天氣尺度的大氣變化有關聯；在年際時間尺度和半球空間尺度上，大氣與海冰變化之間有明顯的相關性。近年來通過模擬和衛星資料推算的冰情證實，氣旋活動與海冰範圍減少有相互加強的傾向，即海冰密集度異常小時有利於氣旋的形成。研究還表明，北大西洋風暴路徑有隨海冰邊緣自北向南移動的趨勢，在薄冰年份，西白令海氣旋頻度增大，在厚冰年份，東白令海氣旋活動更為頻繁。在南極區域，氣旋路徑的季節變化與海冰範圍季節變化一致，氣旋活動的年際變化與海冰範圍的年際變化也很一致。
科學家曾經利用大氣環流模式，對冰蓋範圍變動的氣候效應進行試驗研究，發現當北極冰蓋完全消失時，大氣出現統計上很顯著的變化，主要造成緯向氣流普遍減弱和高緯地區明顯增暖；而南極冰的減少會使經向溫度梯度減小，並使南緯25°以南地區西風強度減小。研究還表明，海冰麵積異常總是伴隨出現氣候係統的其他部分的異常。人們還發現20世紀前30～40年中，北極海冰覆蓋麵積的普遍減小與同期的北極氣溫偏高相一致。
有人利用冰-海洋-大氣耦合模式對大氣中二氧化碳濃度增加導致氣候變暖的響應進行了模擬研究，發現若大氣中的二氧化碳增加4倍時，每年夏季北極海冰將完全消失，而南極終年不見海冰。這時冬季高緯度地區對流層下部增溫最大，北極中部從夏到冬近地麵氣溫增加幅度為4～13℃。由此可見，在模擬研究大氣溫室效應和氣候變暖中，必須以現在氣候條件下的海冰分布為背景。另外，流冰還造成熱量和鹽分的大範圍水平輸送。研究表明，冰生成區釋放到大氣中去的潛熱基本上提供給融冰區的海洋和大氣。由流冰導致的這種熱量平流輸送的量級可能與常年冰上的鉛直熱通量一樣大。北極中部大部分平流潛熱是由從Fram海峽進入東格陵蘭海的冰輸送引起的。此外，人們還可以從極地海冰範圍的變化分析中，找到預示氣候變化趨勢的征兆。