隨著海洋熱浪的增加，海藻林、海草床和珊瑚礁逐漸消失，這些基礎物種對海洋生物至關重要，提供棲地和食物，但近年從加州到澳洲，乃至西班牙的海岸都受到打擊。2019年3月英國普利茅斯海洋生物協會史邁爾在《自然氣候變遷》期刊稱，2011年襲擊澳洲的破紀錄熱浪「Ningaloo Niño」以及東北太平洋從2013～2016年持續存在的熱浪，對浮游生物到無脊椎動物、魚類、哺乳動物和海鳥等各種生物都產生不利影響，許多海洋系統受到多重打擊，海洋整體的逐漸升溫，使熱浪襲擊情況更加惡化。可以移動的海洋動物，理論上可以游到較涼爽的水域，但海洋熱浪移速往往比魚類游速更快，因此迅速地衝擊廣大海洋區域。
参、黑潮大蛇行日本海溫上升，海底陷沙漠化
2023年1月日本海域發生不少怪象，出現許多不該在海洋沿岸地區的海洋生物；1月9日大阪淀川大橋下，一隻長達15公尺的抹香鯨，闖進淀川出海口處，兩天後即告死亡；鳥取縣也在海岸邊發現一隻超過3公尺的巨大烏賊屍體，更有大批河豚擱淺岸上。這些本該屬於深海活動的海洋生物，竟然都出現在海洋沿岸，甚至擱淺，而且最容易攻擊人的大白鯊也被發現不少次。日本奄美海洋生物研究會會長稱2022年海溫比往年高出1～1.5℃，因此魚兒北上，鯊魚為了覓食，也跟著北上導致日本沿岸地區一次又一次看見鯊魚；這些罕見現象，主要是因為海水升溫，深海生物的覓食行為與活動區域產生變化所致，也凸顯出海洋生態危機。
受全球暖化影響，從2017年8月開始，沿日本列島南岸往東北方流動的黑潮暖流出現明顯地往外海折曲，然後再繞回來之現象，稱為「黑潮大蛇行」，已持續5年，影響日本甚鉅，台灣東部外海也出現「黑潮大蛇行」狀況；每年10月到隔年4月，是日本龍蝦的產季，但許多漁民近年卻發現，漁獲量正逐年銳減。追究原因，疑似海水升溫，造成海藻死亡，海底陷入沙漠化，龍蝦的天敵之一、兇猛的「鯙鰻」反而數量大增。龍蝦的重要產地三重縣，沿岸冬季水溫上升約4～5℃，造成海藻死亡、海底陷入沙漠化，龍蝦也隨著食物減少而消失，生存能力強悍的鯙鰻，本來就喜歡生活在溫暖的海域，現在海中鯙鰻數量因而正在增加，且不斷破壞漁網。
肆、澳洲大堡礁白化與美國乞沙比克灣鯨魚頻受困
2022年3月25日英國廣播公司報導，位於澳洲東北沿岸全世界最壯觀的大堡礁，6年來已第4度陷入大規模白化危機，珊瑚礁因受海溫上升影響，珊瑚礁內的共生藻類死亡，導致珊瑚礁失去原本生動的色彩。澳洲大堡礁珊瑚礁群，綿延超過2,300公里，約有2,500個獨立礁石與超過900個島嶼，擁有約1,500種魚類與4,000種軟體動物棲息。儘管近兩年反聖嬰現象影響澳洲氣候，出現較冷海溫效應，但大堡礁仍然遭受暖化災害。澳洲管理當局在報告中指出，由空中調查證實，從2016以來已經發生第4度大規模白化，但若海水高溫環境條件緩和後，珊瑚礁依然仍可復原。
