Udveksling af CO₂ mellem havet og atmosfæren finder kun sted, hvor der er en forskel i partialtrykket af CO₂ ved havets overflade og partialtrykket af CO₂ oppe i atmosfæren.

Partialtrykket af CO₂ ved havoverfladen afhænger af CO₂-koncentrationen og temperaturen i havet. Havets CO₂-koncentration kendes fra forskellige målekampagner - for eksempel blev den målt langs Galathea-ruten eller rettere sagt, partialtrykket (pCO₂) ved havets overflade blev målt.

Atmosfærens CO₂-koncentration over havområder er næsten konstant kloden rundt i forhold til havets koncentration, som varierer meget såvel rumligt som gennem året.

Vindens hastighed har stor betydning for hastigheden hvormed havet optager eller afgiver CO₂. Vindens kontakt med havoverfladen skaber bølger og forøger derved havets overfladeareal. Når bølger bryder, kan CO₂ og andre atmosfæriske gasser optages eller frigives som små bobler eller sprøjt.

Sammenhængen mellem vindens hastighed og udvekslingen af CO₂ kendes ikke præcist. Der findes dog mange empiriske bud på denne sammenhæng. Nogle er baseret på målinger i bølgetanke, andre er baseret på målekampagner rundt om på kloden. Et eksempel er Wanninkhofs parameterisering eller beregningsmetode, som er beskrevet i faktaboksen.