海水垂直交换，即大洋垂直环流——全球海洋为一体，大洋表层存在着多个环流，在深层也同样存在着海水循环。这样势必出现某海区减水，其他海区增水。

根据海水的连续性，必然出现上升流和下降流，从而形成垂直环流，以调节减水和增水。深水环流是相当复杂的，在这里只阐述全球大洋中由海水辐聚和辐散形成的垂直环流。

　　信风和赤道逆流区。在赤道附近，赤道逆流和北赤道暖流分界处产生海水辐散，形成上升流。而在赤道逆流与南赤道暖流交界处，又形成海水的辐聚，形成下降流。

上升流将深层营养盐类带到表层，这就为海洋生物的繁殖提供了有利的条件

　　大洋西部暖流区。当西部环流到达大洋西北部时，将与南下的寒流相遇，辐聚下沉形成西北辐聚带。在寒暖流交流处，两种性质截然不同的海流发生强烈的混合，并形成许多大小不等的漩涡，它们在海水的垂直交换过程中，起着重要的作用。

在这些海区存在着强烈的垂直交换和混合，下层水比较丰富的营养盐被带到表层，使那里的浮游生物和鱼类较多，形成渔场。

　　大洋东部寒流区。大洋东部寒流，一部分沿着大陆的西岸流向低纬区，最后汇入信风流。表层海水受信风的作用而离岸外流，使下层海水向海面上升。

由于丰富的营养盐被上升流输向表层，使浮游生物大量繁殖，也能形成好渔场。

　　副热带高压区。由于地转偏向力的作用，周围表层海水向这里堆积，辐聚下沉，形成所谓的亚热带辐聚带。由于海水下沉，海区内溶解氧含量较高，但营养物质含量较低，海水贫瘠，浮游生物很少，使表面海水中悬浮物质极少。

特别在低纬区一侧，海水具有最大的透明度和最高的水色。

　　极地区。在极地高压所形成的极地东南风的作用下，沿南极大陆周围，形成西风环流，范围很小，强度不大。它与西风漂流的交界处，由于地转偏向力的作用，形成辐散带，深层水在此上升。

在靠近南极大陆一侧，同样由于地转偏向力的作用，产生辐聚下沉，这种下沉作用，由于表层水的冷却和冬季大量的结冰而大大加强。