대기 중의 이산화 탄소가 주 원인으로 꼽히고있다. 대기중의 이산화 탄소 농도는 현대에 이르러 점점 높아지고있는데, 이로 인해 현대에 들어서는 해양 산성화 현상이 더욱더 가속화 되고있다. 실제로 지난 250여년간 대기의 이산화 탄소 농도는 270ppm에서 400ppm까지 급격히 상승하였으며 이로 인해 해양에 녹아드는 이산화 탄소의 양이 늘어면서 해양 산성화가 가속되고 있다는 것 이다.
해양 생태계에 큰 영향을 끼칠 것으로 예측되며 이 예측된 점들중 대다수가 현실이 되고 있다. 대표적으로 탄산칼슘을 이용하여 외골격[2]을 형성하는 조개나 산호에 큰 피해를 끼칠 것이라는 점은 자명하다.# 왜냐하면 산호나 조개는 탄산칼슘으로 이루어져있는데 알다시피 점점 바닷물이 산성화 되어갈 수록 이 탄산칼슘이 바닷물에 빠르게 녹아들어갈 것이며, 이로 인해 조개나 산호의 개체수가 점점 감소할 것 이라는 것이다. 산호가 백화현상을 일으키는 요인 중 하나가 지구온난화로 인한 온도 상승으로 스트레스를 받는다는 점이지만 온도 상승 뿐만 아니라 해양 산성화도 이에 영향을 끼친다는 점도 배제하긴 어렵다.