Les courants de surface transportent la chaleur vers les pôles et échangent celle-ci avec l'atmopshère au contact des vents plus forts tout au long du trajet. Parmi ceux-ci, le Gulf Stream constitue la source de chaleur qui réchauffe la côte Ouest de l’Europe et une partie de la côte Est de l'Amérique du Nord. À cause de la force de Coriolis, ce courant qui passe près des Antilles s’écarte de la boucle intertropicale et se dirige vers le nord-ouest de l’Europe en passant près de celle des États-Unis. Au cours de ce périple, l'océan et l'atmosphère échangent constamment de l’énergie. L'air chaud résulte directement des trois phénomènes précédemment expliqués. Les vents déplacent ensuite l'air réchauffé.
Le long de son trajet, le Gulf Stream offre alors un climat tempéré. Ainsi en Europe, Paris connaîtrait le même climat qu'Edmonton au Canada, un climat continental polaire à étés très chauds et hivers très rigoureux, alors que ces deux régions sont à la même latitude. En effet, la circulation générale d'Ouest amène l'air doux vers la côte. Son effet est notable du golfe de Gascogne jusqu'à la Scandinavie du Sud. Dans ces régions, son influence se traduit par un climat océanique caractérisé par une grande douceur en hiver et une importante humidité. De la même manière, la côte de la Virginie aux États-Unis a un climat beaucoup plus doux que sa région intérieure.
Cette influence du Gulf Stream sur le climat peut être comparée à son jumeau dans le Pacifique, le Kuroshio. Ce courant, qui débute dans l’Ouest du Pacifique près de Taïwan et se dirige par la suite vers le Nord-Ouest à travers le Pacifique, a un fonctionnement analogue à celui du Gulf-Stream et transporte les eaux chaudes tropicales vers les régions polaires. Il influence fortement le climat de la côte Ouest de l'Amérique du Nord et de la côte du Japon. Il donne ainsi un climat pluvieux dans le Golfe d'Alaska, à la même latitude que l'Arctique canadien, et permet des températures plus douces tout le long de la côte nord-américaine par rapport aux latitudes équivalentes de l'autre côté des montagnes Rocheuses. Son effet est cependant modéré par la présence d'un courant d'eau froide venant du nord, le courant de Californie, qui passe le long de la côte.
Plus on s'éloigne des régions océaniques, plus la chaleur apportée s’estompe et donc plus la température diminue. Le relief est le second facteur limitatif. Ainsi, l’air chaud entrant dans les terres est soulevé par le relief. Ce soulèvement adiabatique le refroidit et l'humidité qui s'y trouve se condense sous forme de nuages et de précipitations. L'air peut parfois arriver à passer en aval des obstacles en un effet de foehn, mais les reliefs montagneux comme les Alpes, les Pyrénées ou les Rocheuses permettent les intrusions d'air froid des pôles.