Termohalin sirkülasyonu, dünyadaki okyanuslarda suyun çok yavaş ve oldukça derin bir hareketidir. Tam bir çevrimin baştan sona tamamlanması binlerce yıl alabilir; bu döngü dünya okyanuslarının karışmasına büyük katkı sağlar. Thermohaline dolaşımı, suda çözünmüş gazları ve mineralleri karıştırdığı ve küresel sıcaklıkları da etkileyebileceği için küresel iklim ve okyanus sağlığı ile bağlantılı görünmektedir.
Bileşen köklerine parçalandığında, termohalin okyanus suyundaki sıcaklığı (termo) ve çözünmüş tuzları (-halin) belirtir. Bu tuzlar halojenürler olarak bilinir. Suyun sıcaklığı ve tamlığı, yoğunluğu üzerinde bir etkiye sahiptir ve bu, termohalin dolaşımını tetikler. Soğuk su daha yoğun, su ne kadar tuzlu ise yoğunluk o kadar yüksektir. Termohalin dolaşımı nedeniyle Atlantik Okyanusu, Hint ve Pasifik okyanuslarından daha yoğundur ve onu biraz daha düşük yapar.
Döngü, Pasifik Okyanusu'ndaki ekvatorun etrafında başlar, jet akımı gibi yüzey akımları yavaş yavaş batıya doğru su akıtır. Bu su ılıktır ve çok tuzlu değildir, hafif olmasını sağlar, böylece okyanusun yüzeyinde yüzer. Su batıya gittiğinde, yavaş yavaş ortam sıcaklıkları nedeniyle soğuduğu Kuzey Atlantik'e doğru ilerliyor. Ek olarak, buharlaşma yoluyla tuzluluk artar.
Bu faktörlerin kombinasyonu suyun yavaşça okyanusun dibine batmasına neden olur. Aynı zamanda yavaş yavaş güneye hareket etmeye başlar, çünkü yüzey akımından daha fazla batan su ile itilir. Yoğun, soğuk suların bir kısmı derin okyanus havzalarına yerleşir, ancak bunların büyük kısmı doğuya, Afrika Boynuzu çevresine ve kaynama noktasına geri dönmeden önce yavaşça güneye doğru dolaşır; Suyun bir kısmı Güney Pasifik'te ortaya çıkmak için Avustralya'nın etrafında kayıyor, derin okyanus akımının diğer kısmı ise Hint Okyanusu'na doğru yol alıyor. Su döngüleri arttıkça, daha yüksek ve daha az tuzlu hale gelir, Pasifik'te yükselene kadar sadece çevrimi yeniden başlatmaya başlar.
Bazı insanlar küresel ısınmanın termohalin dolaşımı üzerindeki etkisiyle ilgili endişelerini dile getirmişlerdir. Buzul erimesindeki artışın, okyanustaki Kuzey Atlantik'teki doygunluğunu azaltacağı ve döngünün kapanmasına neden olacağı konusunda bazı endişeler var. Bu Kuzey Yarımküre'de lokalize soğumaya neden olabilir ve orada yaşayan organizmalar için ciddi yankılara neden olabilir.
