Os principais organismos marinhos que atuam no sequestro de carbono são as plantas marinhas (gramas marinhas) e a vegetação de manguezais e marismas (presentes em estuários de regiões tropicais e temperadas, respectivamente). Estes organismos absorvem o carbono, usam uma parte na fotossíntese, acumulam outra parte (biomassa) e transportam o restante para o sedimento marinho. Por isso são chamados de sequestradores de carbono.
O sequestro de carbono por parte da vegetação costeira é muito mais eficiente que o feito pelas florestas, já que a capacidade de armazenamento de carbono no sedimento marinho é bem maior do que a do solo terrestre. O carbono sequestrado pelos ecossistemas costeiros se chama carbono azul (blue carbon). A conservação destes ecossistemas garante a preservação deste importante papel ecológico que eles possuem.