Mar
Las corrientes superficiales solo afectan a los primeros cientos de metros superiores del mar, pero también hay flujos a gran escala en las profundidades del océano causados por el movimiento de las masas de aguas profundas. Una corriente principal del océano profundo fluye a través de todos los océanos del mundo y se conoce como circulación termohalina o cinta transportadora global. Este movimiento es lento y está impulsado por diferencias en la densidad del agua causadas por variaciones en la salinidad y en la temperatura. En latitudes altas, el agua se enfría por la baja temperatura atmosférica y se vuelve más salada a medida que el hielo marino se cristaliza. Ambos factores la hacen más densa y el agua se hunde. Desde las profundidades del mar, cerca de Groenlandia, esa agua fluye hacia el sur entre las masas continentales a ambos lados del Atlántico. Cuando llega a la Antártida, se le unen más masas de agua fría que se hunde y fluye hacia el este. Luego se divide en dos corrientes que se mueven hacia el norte en los océanos Índico y Pacífico. Aquí se calienta gradualmente, se vuelve menos densa, se eleva hacia la superficie y se enrolla sobre sí mismo. Algunos vuelven al Atlántico. Se necesitan mil años para completar este patrón de circulación.
Ciclo hidrológico
El ciclo del agua disipa —es decir, consume y degrada— una gran cantidad de energía, la cual es aportada casi por completo por la insolación. La evaporación es debida al calentamiento solar y animada por la circulación atmosférica, que renueva las masas de aire, y que es a su vez debida a diferencias de temperatura igualmente dependientes de la insolación. Los cambios de estado del agua requieren o disipan mucha energía, por el elevado valor que toman el calor latente de fusión y el calor latente de vaporización. Así, esos cambios de estado contribuyen al calentamiento o enfriamiento de las masas de aire, y al transporte neto de calor desde las latitudes tropicales o templadas hacia las frías y polares, gracias al cual es más suave en conjunto el clima de la Tierra.