De store havstrømme har en stor betydning for det globale klima. Havstrømmene flytter store mængder varme fra Ækvator ud mod polerne. Golfstrømmen alene transporterer mellem. 600 og 700 millioner kubikmeter vand mod i sekundet nord. Denne varmetransport har en helt afgørende betydning for klimaet i Nordeuropa, som på grund af Golfstrømmens varme har et langt varmere klima end uden denne varmetilførsel.

Både Stillehavet og Atlanterhavet viser regelmæssige klimasvingninger. I Stillehavet optræder den såkaldte El Niño, som har en tydelig sammenhæng med Stillehavets havstrømme. Vejrfænomenet indtræffer med ca. 7 års mellemrum, når havstrømme og vinde skifter retning, så den ækvatoriale strøm, som normalt løber fra Amerikas kyster imod vest, begynder at løbe imod øst og fører massive mængder af meget varmt vand over Stillehavet i retning af det amerikanske kontinent. Med El Niño følger oftest kaotiske vejrsituationer i hele Stillehavsområdet. Australien og Indonesien oplever tørke, mens den normalt tørre amerikanske vestkyst fra Peru til Californien får kraftige regnskyl og oversvømmelser. El Niño påvirkninger rækker helt til det sydlige Afrika. Som regel varer fænomenet ca. 9 måneder, hvorefter havstrømmene vender tilbage til deres normale tilstand.

I det nordlige Atlanterhav er der registreret en tilsvarende men noget mindre voldsom klimacyklus, den såkaldte North Atlantic Oscillation (NAO). NAO kendetegnes ved variationer i forskellen mellem vinterlavtryk ved Island og vinterhøjtryk over Azorerne. En positiv NAO-fase kendetegnes ved et stærkt subtropisk

højtrykscenter og et dybt islandsk lavtrykscenter. Det betyder stærkere vestenstorme over Atlanterhavet med varme og våde vintre i Europa. En negativ NAO-fase betyder omvendt svagere høj-og lavtrykscentre og koldere vejr i Nordeuropa. NAO klimacyklen skifter med flere års mellemrum. De seneste godt 20 år har NAO været inde i en kraftig positiv fase.