Le fond des océans représente le plus grand puits de carbone actif sur Terre. Cependant, la circulation océanique ainsi que la forme et la topographie complexes des fonds marins entraînent d’importantes variations spatiales et temporelles du stockage de carbone dans les sédiments marins. Nous abordons ici cette complexité en présentant la première synthèse mondiale de la façon dont la profondeur, la forme et l'âge du fond marin contrôlent la quantité de carbone qui peut potentiellement être stockée dans les sédiments marins. Nos résultats révèlent un contrôle de premier ordre par le relief du fond marin, les marges continentales et les eaux profondes représentant respectivement environ 59 % et environ 40 % du stockage mondial de carbone des fonds marins. Ces environnements présentent des contrôles contrastés, les marges continentales étant influencées par la forme du fond marin (c'est-à-dire la pente) et les eaux profondes par la rugosité du fond marin et la profondeur de l'eau. Nos résultats fournissent des contraintes importantes pour prédire comment le puits de carbone océanique pourrait évoluer en réponse à l’expansion anticipée des zones minimales d’oxygène et à l’acidification des océans dans le cadre de scénarios de changement global.