Además de la luz los organismos del fitoplancton también necesitan de nutrientes minerales como el carbono, que siempre encuentran en cantidad suficiente, gracias al bióxido de carbono que se produce en los procesos respiratorios de todos los seres vivos, además de que existen en el agua del mar compuestos que lo pueden liberar.

Se estima que anualmente los océanos transforman en materia orgánica unos 15.000 millones de toneladas de carbono. El plancton vegetal utiliza este elemento en una proporción de 400 gramos anuales por metro cuadrado de superficie de mar, lo que equivale al carbono que consume la vegetación terrestre. Pero, tanto en el mar como en la tierra, se observa que esta producción se reparte de manera muy desigual, formándose zonas de alta productividad, como son las ricas en vegetación y humedad, y zonas de baja producción, como los desiertos.

Otros nutrientes importantes para el fitoplancton son el nitrógeno y el fósforo. El primero es aprovechado principalmente como nitrógeno mineral y el segundo en forma de fosfatos.