Mikroplastike predstavljaju opasnost ne samo za morsku bioraznolikost, već također smanjuju oceansku sposobnost upijanja atmosferskog ugljikovog dioksida. Znanstvenici su otkrili da one utječu na fitoplankton, jedan od glavnih prirodnih mehanizama koji reguliraju klimu. Oceani igraju ključnu ulogu u našem klimatskom sustavu, upijajući velik dio ugljikovog dioksida proizvedenog ljudskom aktivnošću. Fitoplankton, mikroskopski organizmi koji plutaju kroz sunčane zone oceana, izvodi fotosintezu i pretvara otopljeni ugljikov dioksid u organske tvari. Kada fitoplankton umre ili bude pojeden od drugih morskih organizama, dio ugljika koji je sakupio prenosi se prema oceanskim dubinama kao organske čestice. Mikroplastike mogu ometati rast, fotosintezu ili čak reprodukciju različitih vrsta fitoplanktona.