Koolstof wordt aangetroffen in water en sediment van meren, rivieren, beken, estuaria, de diepe oceaan, grondwater en watervoerende lagen, ijskappen en wetlands. Koolstof in deze aquatische systemen kan worden geclassificeerd als opgelost organisch materiaal, deeltjesvormig organisch materiaal en anorganisch materiaal of levende organismen zoals bacteriën, diatomeeën, dinoflagellaten, vissen, schimmels, waterplanten, zoöplankton, algen, rivierkreeften, mosselen, kwallen, zeeleeuwen, walrussen, haaien, walvissen, schildpadden, enz.