La structure thermo-haline observée en été austral et en hiver austral met en évidence une opposition entre l'est et l'ouest. La distribution de salinité met en relief la localisation de la zone de formation de l'Eau Tropicale du Pacifique Sud à l'est des Tuamotu où l'on relève plus de 36,5 %_°

En zone tropicale et subtropicale (15°S à 30°S), l'océan est un réceptacle de CO₂ ce qui se traduit par un fort pH (> 8,3), facteur favorable à la construction des édifices coralliens par des madrépores

Le nitrate minéral dissous, en tant qu'élément indispensable à  la production autotrophe de matière organique par le phytoplancton et les algues, est un excellent indicateur de la fertilité potentielle d'une masse d'eau. Les eaux aux Tuamotu sont oligotrophes c'est-à-dire très pauvres en sels nutritifs. 

La très faible charge des eaux en pigments chlorophylliens et donc en phytoplancton au niveau des Tuamotu, lui donne cette transparence "bleu des mers du sud" biologiquement synonyme de désert marin.

La région océanique centrale où sont dispersés les archipels de Polynésie est pratiquement toute entière incluse dans l'immense gyre du Pacifique Sud dont la circulation anticyclonique résulte du couple d'entraînement des vents alizés en zone tropicale et des vents d'ouest en zone subtropicale.  Le caractère convergent de cette circulation conduit à une accumulation des eaux de surface dans la partie centrale du gyre.  Les conditions climatiques locales d'extrême insolation y maintiennent une température et une salinité élevées et la masse d'eau relativement homogène ainsi formée constitue une lentille de 200 mètres d'épaisseur, flottant sur des eaux profondes, plus denses, dont elle reste isolée par la grande stabilité verticale résultant de cette stratification.

Dans la couche de surface où le temps de résidence des eaux est maximal, la production phytoplanctonique a tôt fait d'épuiser le stock de sels nutritifs disponibles.  De plus, les particules organiques vivantes ou détritiques à flotabilité négative qui ont tendance à s'enfoncer par gravité, disparaissent progressivement de la couche euphotique et finissent par sédimenter sur le fond du bassin, à 5 000 m de profondeur.  Cette exportation insidieuse correspond pour l'écosystème pélagique à une perte nette et explique finalement les caractéristiques de l'eau centrale du gyre: très grande transparence, quasi absence de sels nutritifs, de particules, de plancton et donc d'organismes des niveaux trophiques supérieurs, céphalopodes ou poissons.  Il s'agit donc bien là d'un vaste désert océanique dont les limites occidentales englobent largement l'ensemble de la ZEE (Zone Économique Exclusive) polynésienne, à l'exception de l'archipel des Marquises.

Cela dit, le désert océanique possède de petites oasis, lagons d'îles hautes et atolls où la productivité est élevée, en particulier au sein de l'écosystème corallien.  Le fait que ces ensembles récifo-lagonaires aient une production nette positive, alors même qu'ils sont baignés par des eaux oligotrophes, a constitué une énigme. Plusieurs hypothèses ont été émises. Pour ceux qui désirent en savoir plus, leur analyse est traitée dans le chapitre "échanges entre les atolls et l'océan"