Les alteracions induïdes pel canvi global com l'escalfament, l'estratificació, l'acidificació, l'eutrofització i la desoxigenació són processos que afecten la vida marina, des dels productors primaris fins als depredadors. Les espècies i poblacions responen a aquests factors ambientals estressants canviant la seva distribució (temporal i espacial), fenologia (migracions anuals) i fisiologia (desenvolupament, creixement i reproducció). Les migracions reproductives i alimentàries també es veuen afectades pel canvi global.
Totes aquestes modificacions condueixen a canvis en les xarxes tròfiques i desajustaments en les interaccions entre espècies. Les respostes de la vida marina també inclouen retroalimentacions a la química atmosfèrica i al clima.
Per a avaluar els escenaris futurs, busquem una millor comprensió de les interaccions entre els processos físics, químics i biològics.