Nếu có nhiều hơn một tác nhân gây căng thẳng thì hiệu ứng có thể được khuếch đại.[93][94] Ví dụ, sự kết hợp giữa axit hóa đại dương và sự gia tăng nhiệt độ đại dương có thể có tác động tổng hợp lên sinh vật biển vượt xa tác động có hại riêng lẻ của cả hai.[95][96][97]

Trong khi tác động đầy đủ của việc tăng CO 2 đối với các hệ sinh thái biển vẫn đang được ghi nhận, có một cơ quan nghiên cứu đáng kể cho thấy rằng sự kết hợp giữa axit hóa đại dương và nhiệt độ đại dương tăng cao, chủ yếu do CO 2 và các khí thải nhà kính khác gây ra, có tác động kép. về sinh vật biển và môi trường đại dương. Tác động này vượt xa tác động riêng lẻ của một trong hai.[95][97][98] Ngoài ra, sự ấm lên của đại dương làm trầm trọng thêm quá trình khử oxy của đại dương, vốn là một yếu tố gây căng thẳng thêm cho các sinh vật biển, bằng cách gia tăng sự phân tầng đại dương, thông qua các ảnh hưởng về mật độ và độ hòa tan, do đó hạn chế chất dinh dưỡng,[99][100] đồng thời làm tăng nhu cầu trao đổi chất.

Hướng và mức độ ảnh hưởng của quá trình axit hóa, ấm lên và khử oxy đại dương trên đại dương đã được định lượng bằng các phân tích tổng hợp,[96][102][103] và đã được kiểm tra thêm bằng các nghiên cứu mesocosm. Các nghiên cứu mesocosm đã mô phỏng sự tương tác của các yếu tố gây căng thẳng này và phát hiện ra tác động thảm khốc đối với mạng lưới thức ăn biển, cụ thể là sự gia tăng tiêu thụ do căng thẳng nhiệt nhiều hơn là phủ nhận sự gia tăng của bất kỳ nhà sản xuất chính nào đối với động vật ăn cỏ từ lượng carbon dioxide sẵn có.[104][105]