Длительные колебания уровня океана вызваны эвстатическими и тектоническими причинами. Эвстатические изменения уровня зависят от изменения общего количества воды в океане и проявляются одновременно во всех его частях. Их причиной бывает, например, перераспределение количества воды между сушей и морем. Это происходит в эпохи материковых оледенений, когда значительная масса воды накапливается в ледовых покровах на суше, что ведет к снижению уровня моря и его отступлению (регрессии). В межледниковые эпохи уровень моря повышается за счет таяния ледников на суше и происходит трансгрессия моря. Такие трансгрессии и регрессии моря многократно происходили, например, на территории Западно-Сибирской равнины. Тектонические движения также вызывают длительные колебания уровня моря. При опускании прибрежного участка суши на нем наблюдается трансгрессия моря, а при поднятии – регрессия.

Уровень моря растет в настоящее время все более быстрыми темпами в связи с потеплением климата. Сейчас он повышается со скоростью 3,1 мм в год, в то время, как в XX веке ежегодно увеличивался в среднем на 1,7 мм. Более трети повышения уровня связано с таянием льдов, а остальная часть – с тепловым расширением океана. Вклад талой воды в повышение уровня моря в случае дальнейшего потепления будет возрастать. Поступление повышенного количества талой пресной воды в океан может повлиять и на перестройку схемы океанических течений, с последующими трансформациями центров действия атмосферы, например, в Северной Атлантике и дальнейшими изменениями климата, не обязательно в сторону его потепления. В долгосрочной перспективе основной вклад в повышение уровня моря может внести таяние ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды, однако эти прогнозы содержат самую большую долю неопределенности.

В течение XXI века, согласно разным прогнозам, уровень моря может повыситься еще примерно на 20–80 см или даже более, что приведет к затоплению и подтоплению прибрежных территорий. Подтопление ведет к разрушению фундаментов, осадке зданий и сооружений. Оно проявляется в увеличении капиллярного насыщения почв, их переувлажнении, заболачивании и засолонении.

По мере поднятия уровня моря происходит изменение конфигурации берегов. В одних местах происходит их абразия (разрушение), в других – аккумуляция обломочного материала, что сильно влияет на условия жизни на побережьях.

Изменение климата, которое сопровождается повышением частоты и разрушительной силы экстремальных явлений на морских побережьях (таких, например, как ветровые нагоны, штормовые прибои и др.), сделает последствия повышения уровня моря еще более опасными. Все более частыми и разрушительными становятся опасные явления, связанные с атмосферными процессами (циклоны, ураганы, шквалы, смерчи, выпадения экстремальных осадков, нагонные наводнения, грозы, экстремальные температуры).

Негативные экологические последствия подъема уровня моря весьма разнообразны. Их можно увидеть, например, на побережье Каспия, уровень которого в последние годы испытывает очередное повышение. Эти последствия особенно опасны на промышленно освоенных территориях, где затапливаются земли и промышленные площадки, сильно загрязненные отходами производства, в том числе нефтепродуктами, соединениями тяжелых металлов и др.

Повышение уровня моря затронет жизнь миллионов людей на малых островах, побережьях и в прибрежных районах по всему миру, в том числе жителей крупных прибрежных городов. Для предотвращения или смягчения опасных последствий понадобятся как можно более точные прогнозы для принятия широкого круга совместных мер, которые должны совместно приниматься разными странами. Эти меры делятся на меры по адаптации (строительство или укрепление защитных дамб, повышение устойчивости жилых зданий и др.) и по переселению людей.