Stratosferik ozon tabakasının incelmesi, okyanus yüzey sularına ulaşan ultraviyole-B (UV-B, 280-315 nm) radyasyon akısını doğrudan artırır. Fitoplankton, okyanus birincil prodüktivitesinin yaklaşık %40-50'sini karşıladığından bu ilişki küresel karbon döngüsü açısından belirleyici bir boyut taşır. UV-B radyasyonunun fitoplankton biyokitlesi üzerindeki mekanizmaları birkaç farklı düzlemde işler. Fotoinhibisyon, en iyi belgelenmiş yoldur: fotosistem II'nin D1 proteini UV-B'ye duyarlıdır ve yüksek radyasyon akısında onarım hızı hasar hızının gerisinde kalır; net fotosentez kapasitesi düşer. Diatom ve dinoflagellat gibi büyük hücreli gruplar küçük pikoplankton türlerine kıyasla daha büyük yüzey alanı-hacim oranına sahip olduğundan UV-B hasarına daha fazla maruz kalır. DNA düzeyinde siklobütan pirimidin dimerleri (CPD) ve 6-4 fotoproduktler birikir. Bu lezyonların onarımı fotoreaktivasyona bağlıdır; dolayısıyla karanlık ya da bulutlu koşullarda onarım etkinliği düşer. Antarktika Okyanusu çalışmaları, ozon deliğinin derinleştiği Ekim-Kasım döneminde fitoplankton birincil üretiminde %6-12 oranında azalma saptamıştır. Bu oran bölgesel karbonatlama kapasitesini ve dolaylı olarak CO₂ sekestrasyonunu etkiler. Ozon tabakası UV-B fitoplankton ilişkisinde karışım tabakası derinliği kritik bir değişkendir. Su kolonunun fıziksel stratifikasyonu hücrelerin maruz kaldığı kümülatif UV-B dozunu belirler. Sığ karışım tabakası olan düşük enlemli sularda hücreler yüzeyde uzun süre kalırken yüksek enlemlerde rüzgar güdümlü derin karışım UV-B dozunu seyreltir. Kimyasal koruma mekanizmaları da tabloya eklenmelidir. Mikorine benzeri amino asitler (MAA) ve shinorin gibi UV emici bileşikler fitoplanktonun önemli bir bölümünde bulunur. Ancak bu bileşiklerin sentezi enerji açısından maliyetlidir ve besin stoğuna bağımlıdır. Azot kısıtlı ortamlarda MAA sentezi yetersiz kalır; bu da ötrofikasyonun tersine çevrileceği oligotrofik sularda UV-B kırılganlığını artırır. Tür kompozisyonundaki kayma da biyokütle azalması kadar dikkat gerektiren bir etki kanalıdır. UV-B toleransı yüksek küçük flagellat türleri diatom topluluklarının yerini aldıkça besin zincirinin etkinliği değişir; bu durum balıkçılık verimliliğine ve kopepod popülasyonu dinamiklerine kadar yansır.