海水的pH值約為8.1，其值變化很小，因此有利於海洋生物的生長海水的弱鹼性有利於海洋生物利用 CaCO3組成介殼海水的 CO2含量足以滿足海洋生物光合作用的需要，因此海洋成為生命的搖籃。
一般氣體在海水中的溶解量與其在大氣中的分壓成正比，但CO2是個例外。CO2與水有反應，因此提高了它在海水中的濃度。CO2在生物過程中起重要作用，藻類光合作用消耗CO2，產生有機物和氧氣。因此，大部分地區的海水錶層是不飽和的，深層水由於下沉有機物的分解含有較多的CO2。赤道海域環流和美洲大陸西岸上升流把CO2帶入表層水。
海水從大氣中吸收CO2的能力很大，而且最初它所能吸收的CO2是現金的幾倍。要準確估計海水吸收CO2的能力是較為困難的，因為整個體系處於動態之中。CO2與水生成碳酸，碳酸離解得到碳酸氫根和碳酸根，這是海水中溶解碳的主要化學形式。CO2濃度隨深度增加，因為藻類光合作用消耗CO2而在呼吸中放出CO2，另一個原因是CO2的溶解度隨壓力增加而增加。
天然的碳有三種同位素：C，C和C。其中C是放射性同位素。大氣中的C有兩種來源，一是宇宙射線與大氣中的N2發生核反應產生的另一種是由於核爆炸產生的。C進入海洋後，隨着海水的運動減低濃度，因此可以用來研究CO2的氣體交換速率和水團的年齡等。
海水中的二氧化碳含量約為2.2mmol/kg。CO2的各種形式隨pH的變化而變化。海水的pH值等於8.1，以HCO3形式為主其次是CO3而CO2+H2 CO3含量很低。在CO2+H2 CO3中則是以溶解CO2為主，H2 CO3更少。常常把CO2+H2 CO3稱為“遊離CO2”，寫為CCO2（T）。
一、pH標度
1909年Sorensen首次提出了pH標度，定義為
pHs=-log CH+
這裏是使用H+的濃度標度的，在1924年離子活度概念提出後，他又提出一個用活度標度的定義：
pHa=-loga H+
這兩種標度之間差一個常數，25°C時，pHa=pHs+0.027。
二、pH實用標度
但是，實際上單獨離子的活度無法測定，為了得到一個確定的值，需要確定一個實用標準，即根據現有的pH標準液（pHs）對比未知溶液的pH
pH= pHs +（E-Es）F/2.303RT
這裏的pHs標準一般採用0.05mol/dm苯二甲酸氫鉀的水溶液在25°C時pH值，即4.00。
三、影響海水pH的因素
大洋水的pH變化主要是由CO2的增加或減少引起的。
海水的pH一般在7.5～8.2的範圍變化，主要取決於二氧化碳的平衡。在温度、壓力、鹽度一定的情況下，海水的pH主要取決於H2CO3各種離解形式的比值。海水緩衝能力最大的時候pH應當等於碳酸第一、第二級離解常數。反過來，當海水pH值測定後也可以推算出碳酸的濃度。當鹽度和總CO2一定時，由於碳酸第一、第二級離解常數隨温度、壓力變化，所以海水的pH值也隨之變化。計算出不同温度、壓力下的碳酸第一、第二級離解常數值，就可以計算出pH。在實驗室測定海水的pH時，如果温度、壓力與現場海水不同，則需要進行校正。
温度校正可用下式
pHt1(現場)=pHt1(測定)＋0.0113(t2－t1)
由於深度改變引起的壓力校正可以通過查表得到。
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