تخزين المحيط لثنائي أكسيد الكربون (CO2) أحد طرق عزل الكربون. أول من اقترح مفهوم تخزين ثنائي أكسيد الكربون في المحيط عالم الفيزياء الإيطالي سيزار مارشيتي في ورقته البحثية عام 1976 «عن الهندسة الجيولوجية ومسألة ثنائي أكسيد الكربون». منذ ذلك الحين، حقق العديد من العلماء والمهندسين والناشطين البيئيين في مفهوم عزل ثنائي أكسيد الكربون الجوي في محيطات العالم. يكمن حاليًّا في المحيطات 39,000 غيغاطن (39,000 مليار طن) من الكربون، في حين لا يحتوي الغلاف الجوي إلا على 750 غيغاطن من الكربون.
من بين 1300 غيغاطن من ثنائي أكسيد الكربون الناتج عن انبعاثات بشرية المصدر في السنوات المئتين الأخيرة، نحو 38% منها ذهب بالفعل إلى المحيطات. تبلغ نسبة انبعاثات ثنائي أكسيد الكربون الحالية 10 غيغاطن في العام، وتمتص المحيطات حاليًّا 2.4 غيغاطن من ثنائي أكسيد الكربون في العام. المحيط مصرف هائل للكربون بقدرة على استيعاب آلاف الأضعاف من الغيغاطن (آلاف مليارات الأطنان) أكثر مما يحتفظ به حاليًّا من ثنائي أكسيد الكربون. يمكن للعزل في المحيطات أن يخفض تراكيز ثنائي أكسيد الكربون الجوي وفقًا لبعض العلماء.