نزع الأكسجين في المحيط هو انخفاض في محتوى الأكسجين في أجزاء مختلفة من المحيط بسبب الأنشطة البشرية. هناك منطقتان تحدث فيهما هذه الظاهرة. أولاً، يحدث في المناطق الساحلية حيث أدى فرط المغذيات إلى انخفاض سريع إلى حد ما (في بضعة عقود) في مستويات الأكسجين إلى مستويات منخفضة جدًا. يُطلق على هذا النوع من انخفاض الأكسجة في المحيط أيضًا اسم المناطق الميتة. ثانيًا، يحدث نزع الأكسجين في المحيط أيضًا في المحيط المفتوح. في ذلك الجزء من المحيط، هناك حاليًا انخفاض مستمر في مستويات الأكسجين. نتيجة لذلك، تتوسع الآن المناطق المنخفضة الأكسجين الطبيعية (ما يسمى بمناطق الحد الأدنى للأكسجين (OMZs)) ببطء. يحدث هذا التوسع نتيجة لتغير المناخ الناجم عن الأنشطة البشرية. يؤدي الانخفاض الناتج في محتوى الأكسجين في المحيطات إلى تهديد الحياة البحرية، وكذلك الأشخاص الذين يعتمدون على الحياة البحرية في التغذية أو سبل العيش. يؤثر انخفاض مستويات الأكسجين في المحيط على مدى إنتاجية المحيط، وكيفية تحرك العناصر الغذائية والكربون، وكيفية عمل الموائل البحرية.
مع ارتفاع درجة حرارة المحيطات، يزداد فقدان الأكسجين فيها. وذلك لأن درجات الحرارة المرتفعة تزيد من طبقية المحيط. يكمن سبب ذلك في الروابط المتعددة بين تأثيرات الكثافة والذوبانية الناتجة عن الاحترار. وكأثر جانبي، يُقلل توافر العناصر الغذائية للحياة البحرية، وبالتالي إضافة المزيد من الضغط على الكائنات البحرية.
تؤدي درجات الحرارة المرتفعة في المحيطات أيضًا إلى انخفاض قابلية ذوبان الأكسجين في الماء، مما يمكن أن يفسر حوالي 50٪ من فقدان الأكسجين في المستوى العلوي من المحيط (> 1000 متر). يحتفظ الماء الدافئ في المحيط بكمية أقل من الأكسجين ويكون أكثر طفوًا من الماء البارد. وهذا يؤدي إلى انخفاض في اختلاط المياه المؤكسجة بالقرب من السطح مع المياه العميقة، والتي تحتوي بشكل طبيعي على كمية أقل من الأكسجين. كما ترفع المياه الدافئة أيضًا من الطلب على الأكسجين من الكائنات الحية؛ نتيجة لذلك، يتوفر كمية أقل من الأكسجين للحياة البحرية.
أظهرت الدراسات أن المحيطات فقدت بالفعل 1-2٪ من أكسجينها منذ منتصف القرن العشرين، وتتوقع محاكاة النموذج انخفاضًا يصل إلى 7٪ في محتوى الأكسجين العالمي للمحيطات على مدى المائة عام القادمة. ومن المتوقع أن يستمر انخفاض الأكسجين لمدة ألف عام أو أكثر.