海
海洋，即浮游生物中的植物以及微生物分布广泛且多种多样。显微光合藻类、浮游植物贡献的光合产量大于世界所有森林所贡献之和。海洋中大约45％的有机物质的初级生产是由硅藻贡献的。体型较大的藻类通常被称为海藻，它们对于其所在地而言十分重要；马尾藻形成漂浮物，而海带形成海底森林。海草状的被子植物在水浅的沙地长成“草甸”，红树林勾勒热带和亚热带地区的海岸线而鹽生植物在常被淹没的盐碱滩中茁壮生长。所有这些栖息地能够大量固碳，并支撑体型更大以及更小的动物的生物多样性。
蛋白核
藻類只能生活在水環境中，即使是陸生的藻類也是如此——這限制了它們對二氧化碳的吸收。二氧化碳在水中的擴散速度比在空氣中的慢10,000倍。另外，二氧化碳在水中濃度達到平衡也需要較長時間。因此，水中的二氧化碳很容易耗盡，水從空氣中吸收二氧化碳的速度也很慢。另外，二氧化碳溶於水後會和水中的碳酸氫根達到平衡。這種平衡受到水中pH值的調控。比如，在海水中，溶解無機碳（DIC）主要以碳酸氫根的形式存在，遊離的二氧化碳很少，在這種條件下，藻類加氧酶的工作速度甚至不能達到最快速度的四分之一。因此，二氧化碳濃度有時會成爲限制藻類光合作用的因素之一。