Ngoài việc chúng nằm trong các cấp bên dưới của chuỗi thức ăn có vai trò quan trọng trong công nghiệp thủy sản, các hệ sinh thái sinh vật phù du còn đóng một vai trò trong các chu trình sinh địa hoá của các nguyên tố hóa học quan trọng, bao gồm cả chu trình cacbon của đại dương.

Thực vật phù du, động vật phù du chủ yếu cung cấp carbon cho mạng lưới thức ăn thông qua, hoặc là chúng hô hấp để cung cấp năng lượng trao đổi chất, hoặc lúc chết chúng cấp cấp sinh khối hoặc ở dạng mảnh vụn thức ăn cho các sinh vật khác. Thông thường khi chúng nặng hơn nước biển, các vật liệu hữu cơ có xu hướng chìm xuống. Trong hệ sinh thái đại dương mở cách xa bờ biển, sự vận chuyển carbon này sẽ từ bề mặt nước xuống các phần biển sâu hơn. Quá trình này được gọi là bơm sinh học, và là một trong những lý do mà các đại dương tạo thành bể chứa cacbon lớn nhất trên Trái Đất.

Có thể là tăng sự hấp thu khí carbon dioxide do các hoạt động của con người trong đại dương bằng cách kích thích tăng sản xuất sinh vật phù du thông qua việc cung cấp vi chất dinh dưỡng sắt như là một loại hạt giống. Tuy nhiên, kỹ thuật này có thể không được thực hiện ở quy mô lớn. Sự cạn kiệt ôxy trong đại dương và sự sản sinh ra các sản phẩm metan (do sản xuất dư thừa sự tái khoáng hóa ở dưới sâu) là một trong những nhược điểm tiềm ẩm của phương pháp này.[3][4]