Các hệ sinh thái ven biển đang phải đối mặt với những thay đổi lớn do mực nước biển dâng cao. Một số hệ sinh thái có thể di chuyển vào đất liền với mốc nước cao, nhưng một số hệ sinh thái khác bị ngăn cản di cư do các rào cản tự nhiên hoặc nhân tạo. Sự thu hẹp bờ biển này, được gọi là sự siết chặt bờ biển nếu có sự tham gia của các rào cản do con người tạo ra, có thể làm mất các môi trường sống như bãi bồi và đầm lầy.[68][69] Rừng ngập mặn và đầm lầy thủy triều điều chỉnh theo mực nước biển dâng bằng cách xây dựng theo chiều thẳng đứng sử dụng trầm tích và chất hữu cơ tích lũy. Nếu mực nước biển dâng quá nhanh, chúng sẽ không thể theo kịp và thay vào đó sẽ bị nhấn chìm.[70]

San hô, một phần quan trọng đối với đời sống của chim và cá, cũng cần phát triển theo chiều thẳng đứng để tiếp xúc với mặt biển để nhận đủ năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Cho đến nay, nó đã có thể theo kịp, nhưng có thể sẽ không thể trong tương lai.[73] Các hệ sinh thái này bảo vệ nước khỏi dâng do bão, sóng và sóng thần. Việc mất đi chúng khiến mực nước biển dâng cao hơn.[74][75] Các hoạt động của con người, chẳng hạn như xây đập, có thể ngăn cản các quá trình thích ứng tự nhiên bằng cách hạn chế nguồn cung cấp phù sa cho các vùng đất ngập nước, dẫn đến mất các đầm lầy thủy triều.[76] Khi nước biển di chuyển vào đất liền, lũ lụt ven biển có thể gây ra các vấn đề với các hệ sinh thái trên cạn hiện có, chẳng hạn như làm ô nhiễm đất của chúng.[77] Bramble Cay melomys là loài động vật có vú trên cạn đầu tiên bị tuyệt chủng do mực nước biển dâng.[78][79]