大气酸化的原因在于大气二氧化碳的增加，海洋从大气中吸收了大量的人造二氧化碳。这些额外的二氧化碳导致海洋酸化，这一过程今天已经可以观察到。海洋酸化尤其影响到形成碳酸钙骨骼和贝壳的生物，如软体动物、海胆、海星和珊瑚等。
海洋酸化即海水由于吸收了空气中过量的二氧化碳，导致酸碱度降低的现象。酸碱度一般用pH值来表示，范围为0-14，pH值为0时代表酸性最强，pH值为14代表碱性最强。蒸馏水的pH值为7，代表中性。海水应为弱碱性，海洋表层水的pH值约为8.2。
当空气中过量的二氧化碳进入海洋中时，海洋就会酸化。科学家研究表明，由于人类活动影响，到2012年，过量的二氧化碳排放已将海水表层pH值降低了0.1，这表示海水的酸度已经提高了30%。预计到2100年海水表层酸度将下降到7.8，到那时海水酸度将比1800年高150%。
