密度流

南极洲环流在中新世形成，当时将来会成为南极洲及南美洲的冈瓦那大陆终于有足够的分裂给德雷克海峡在2千3百万年前形成。由于南极洲与温暖洋流受到阻隔，南极洲变得越来越冷，冰川开始在原本是森林的大陆上形成。

水流力量的平衡的疑问

南极洲环流普遍认为南极洲环流的巨大流量是因为南冰洋西风带强烈的风引致，而此风更吹在整个开放的纬度上。如果纬度上有陆地，风吹在密度低的表层水上很容易便会叠起来被大陆所阻碍。但南冰洋密度低的表层水的动量不能以以上方式取得平衡。

温盐环流理论各种理论在不同层面提出了关于由风引起的南极洲环流动量平衡问题。风所推动的东向动量不断增加，因为科里奥利力而令水分子漂离地球的自转轴（即向北行）。此向北流量被在主要山脊系统引起的向南、压力推动的水流平衡了。部分理论把以上水流直接连系在一起，意味着南冰洋水流引起显著的密集深海上升水流，把密度高的深层水转化成密度低的表层水，与及由原本向南的水流转化成向北。以上理论把全球性温盐环流计算在南极洲环流的强度中，特别影响了北大西洋的性质。

弯流理论另一方面，有如发生在海洋的大气风暴的海洋涡流，或视为南极洲环流的大规模弯流（meanders）可能直接把流量动量带至水柱下。这是因为水流可以在槽造成一个纯南向力，而在脊造成一个纯北向力，两者不需要任何密度的转移。实际上温盐环流及弯流均可能作为一个重要角色。

南极洲环流的周期性波动近期研究指出南极洲环流依时间而改变。以上发现的证据为南极绕极波（Antarctic Circumpolar Wave），南极绕极波为一个影响大部分南半球气候的周期性振动。另一证据为南极涛动（Antarctic oscillation），包含了南极风力及位置的转变。南极涛动的趋势被假设为因为南极洲环流在近二十年的水量增加。

贯通全球的流向

南极洲环流南极洲环流接驳了大西洋、太平洋、印度洋盆地，并同时作为三者交流的主要渠道。此环流会受到地形及水底测绘（bathymetric）特征的强烈限制。由南美洲开始，南极洲环流流经南美洲与南极洲间的德雷克海峡，接着在斯科舍岛弧分割，微弱的温暖分支向北形成福克兰洋流，较强的分支则穿过岛弧在向东流。经过印度洋时，环流在印度洋的克革伦高原（Kerguelen Plateau）被分割，大部分流量转移向北。到达新西兰南部时，环流依照坎贝尔高原（Campbell Plateau）的轮廓流动，首次向南大幅转向然后再次转回向北。环流转向亦可以在其经过东南太平洋洋中脊（mid-ocean ridge）时出现。

四锋及其巨大流量南极洲环流包括多个锋（front）。南极洲环流的北方边界定义在亚热带锋（Subtropical Front）。这标记了温暖、盐度高（盐度通常大于千分之34.9）的亚热带水与较冷、盐度较低的副极地水边界。向南有亚南极锋（Subantarctic Front），携带了南极洲环流的大部分流量，其定义为水面下出现盐度最低或是最初出现厚厚不成岩层的亚南极模态水（Subantarctic Mode Water）的纬度。再南有极锋（Polar Front），标记了极冷、相对淡，表面为南极表层水。更南有南面分界锋（Southern Boundary front），其定义点为密集的深海带（abyssal zone）上升流到达水面下几百米。大部分的流量由位于中部的两个锋携带。南极洲环流在德雷克海峡的总流量估计为135百万立方米/秒（即斯维尔德鲁普, Sv），亦即约为全球河流流量总和的135倍。在印度洋有较少的水量加入南极洲环流，在塔斯曼尼亚南部的水量为147Sv，南极洲环流在此处为全球最大水量的地点。