Вращение Земли вокруг оси, сложный рельеф берегов и дна океанов вызывают отклонения океанских течений от прямолинейных направлений, И поэтому весь поток движется не только поступательно, но и спиралеобразно, как бы ввинчиваясь в толщу океанических вод. В северном полушарии течения имеют правое, а в южном - левое круговое вращение.
Как свидетельствуют результаты научных исследований, направления морских течений на различных горизонтах и во всех почвах потоков периодически изменяются, при этом без определенной системы.
По каким-то своим законам морские течения могут резко изменяться во времени и пространстве, смещаться в ту или иную сторону. Потоки в русле течения то усиливаются, то ослабевают. Подобно реке, мощные течения имеют сильные изгибы (меандры).
Перемещаясь вдоль периферии течения, меандры в некоторых местах смыкаются, образуя вращающиеся вихревые кольца диаметром от 100 до 200 км, называемые рингами. Для рингов характерно существенное различие температуры, плотности водных масс на периферии и в центре длительное время (до 2-3 лет).
Кроме рингов, возникновение которых связано с меандрами мощных струйных течений (типа Гольфстрима, Куросио о др. ), в открытом океане образуются замкнутые вихревые потоки в результате различных волновых возмущений, взаимодействия потоков водных масс разных направлений, скоростей, плотностей и других свойств, атмосферных процессов над океаном и т. п. Существование вихрей в открытом океане впервые открыли и подробно исследовали в семидесятые годы советские океанологи. В вихрях обоих типов циклонического характера в центральных областях глубинные воды поднимаются к поверхности, а антициклонического - поверхностные воды погружаются.
По современным представлениям, океанские вихри - это круговороты воды диаметром до 400 км, которые захватывают ее толщу от поверхности до глубины в полтора километра, вращающуюся со скоростью до 50 см/с. Они перемещаются со скоростью около 10 км/сутки, изменяя свою конфигурацию.
Океанические вихри возникают внезапно и, распространяясь по поверхности океана в разные стороны на сотни и тысячи километров, могут существовать от нескольких дней или нескольких месяцев до двух лет. Подобно циклонам и антициклонам в атмосфере (почему они и получили название синоптических) вихри влияют на погоду в океане.
С открытием вихрей установлен неизвестный до того вид упорядоченного движения воды в океане, что имеет большое значение для понимания динамики вод океана и его взаимодействия с атмосферой. Вихри переносят колоссальные массы воды и тепла, следовательно, концентрируют огромную энергию и являются основными носителями энергии движения в океане.
Вихревые движения способствуют перемешиванию слоев воды нагретые воды опускаются на глубину, а на поверхность океана под жаркие лучи Солнца поступают другие водные массы. В результате такого процесса за лето успевает нагреться (в средних широтах) слой воды толщиной до 100 м, и этого запаса тепла достаточно для того, чтобы подогревать воздух над океаном в течение всего зимнего периода.