海氷分布（2001年3月1日、青）と北太平洋中層水の広がり（緑）

オホーツク海は北半球における海氷域の南限であり海氷の変動が非常に大きい。この海氷の存在や変動がリージョナルだけでなくグローバルにも気候形成や気候変動に大きな影響を与えている可能性がある。

一方、オホーツク海は北太平洋で唯一大気に接した水が中層へ潜り込める海という点でも注目される海である。世界の海水の8-9割を占める中深層水の水がどこで大気と接しているか（これをventilationという）は、熱や二酸化炭素などの物質の（大気海洋間の）交換、ひいては地球規模の気候変動に極めて重要である。オホーツク海は太平洋の中層(400-800mに広がっている北太平洋中層水のventilationのソースであり、熱や二酸化炭素などの物質を大気から海洋中層に運べる海域である。