Sa genèse peut être retracée, du point de vue océanographique, entre la Floride et les Bahamas. C'est la rencontre de deux courants précurseurs qui lui donne naissance : le courant des Antilles et le courant de Floride. Ce dernier est particulièrement véloce, acheminant les eaux chaudes du golfe du Mexique à travers le détroit de Floride. Une fois ces deux masses d'eau réunies, le Gulf Stream s'écoule de manière relativement ordonnée vers le nord, en longeant de près la côte est des États-Unis jusqu'à la hauteur du cap Hatteras, en Caroline du Nord.

Les dimensions et la puissance de ce courant sont impressionnantes. Il peut atteindre des vitesses de pointe de l'ordre de 2 mètres par seconde, ce qui en fait le courant océanique le plus rapide au monde. Son débit est tout aussi colossal : il charrie environ 20 millions de mètres cubes d'eau chaque seconde, soit près de vingt fois le débit combiné de tous les fleuves du globe terrestre.

Au-delà du cap Hatteras, le comportement du Gulf Stream se métamorphose radicalement. Il quitte le plateau continental américain et se dirige vers les eaux profondes de l'Atlantique Nord. Sa trajectoire, jusqu'ici bien définie, devient plus instable et sinueuse. Il commence à onduler et à se fragmenter, générant d'immenses tourbillons (ou eddies) qui se détachent du flux principal, tels des méandres océaniques. Cette transition marque le point où le Gulf Stream conventionnel se dissout progressivement dans un système de courants plus vaste.

C'est ici qu'une distinction s'impose. L'imaginaire collectif le dépeint souvent comme une sorte de "tapis roulant" ou de "radiateur central" qui transporterait directement et intégralement ses eaux chaudes du golfe du Mexique jusqu'aux côtes de la Norvège. La réalité, révélée par l'océanographie moderne, est plus nuancée. La majeure partie des eaux chaudes qui atteignent l'Europe occidentale et lui assurent un climat tempéré voyage en réalité via un vaste système de courants et de tourbillons que les scientifiques nomment la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique (AMOC, Atlantic Meridional Overturning Circulation). Le Gulf Stream en est la branche de surface initiale, le segment le plus dynamique, mais il ne constitue qu'une partie d'une boucle océanique bien plus englobante.

Le moteur de ce système complexe n'est pas unique mais résulte d'une combinaison de plusieurs forces. D'une part, la rotation de la Terre et les vents dominants d'ouest exercent une influence majeure sur la partie superficielle du Gulf Stream, contribuant à sa formation et à sa trajectoire. D'autre part, le mécanisme plus profond de la circulation thermohaline entre en jeu, notamment pour la portion qui se prolonge jusqu'en Europe. Ce processus est gouverné par les différences de densité de l'eau. En se déplaçant vers le nord, l'eau chaude et salée de surface se refroidit progressivement au contact de l'atmosphère polaire, lui transférant sa chaleur et son humidité. Devenue plus froide et plus dense, cette eau plonge alors vers les abysses dans les mers nordiques, aux alentours du Groenland et du Labrador, pour entamer un long voyage de retour vers le sud en profondeur.

Ce transfert de chaleur est la clé de voûte de son influence climatique. En libérant une énergie considérable dans l'atmosphère, le Gulf Stream et le système AMOC dans son ensemble réchauffent l'air qui balaie ensuite l'Europe de l'Ouest, sous l'effet des vents dominants. C'est ce phénomène qui explique la douceur relative du climat européen par rapport à d'autres régions situées à des latitudes similaires, comme le Canada. Au-delà de la chaleur, son impact s'étend à la régulation du niveau marin, à la trajectoire des ouragans le long de la côte américaine, ainsi qu'au transport d'oxygène, de nutriments et de carbone, influençant directement les écosystèmes marins et les ressources halieutiques.

L'histoire de la découverte du Gulf Stream courant est intimement liée à l'exploration du Nouveau Monde. Dès 1513, alors qu'il naviguait au large de la Floride à la recherche de la mythique fontaine de Jouvence, le conquistador espagnol Juan Ponce de León se heurta à un courant marin d'une force inouïe qui entravait la progression de ses navires, en dépit d'un vent favorable. Il venait de rencontrer le Gulf Stream sans encore le nommer. Les marins espagnols surent rapidement tirer profit de cette autoroute océanique pour accélérer leur retour vers l'Europe. Il fallut cependant attendre plus de deux siècles pour que ce phénomène soit étudié avec rigueur. C'est à Benjamin Franklin, alors maître de poste des colonies américaines, que l'on doit les premières investigations scientifiques majeures. Cherchant à comprendre pourquoi les navires postaux mettaient plus de temps à traverser l'Atlantique que les navires marchands, il consulta son cousin, le capitaine Timothy Folger. Ensemble, ils cartographièrent le courant pour la première fois vers 1769-1770, permettant aux navigateurs d'éviter le " fleuve océanique" lorsqu'ils le remontaient à contre-courant, et de l'emprunter lorsqu'ils allaient dans son sens.

Les projections issues de modèles climatiques récents suscitent une inquiétude grandissante. Des études publiées au milieu des années 2020 estiment que ce ralentissement pourrait être bien plus marqué que les précédentes anticipations, envisageant un affaiblissement de plus de 50 % de l'AMOC d'ici la fin du XXI^e siècle dans un scénario d'émissions modérées. Bien qu'un effondrement complet et brutal de la circulation en quelques décennies, tel que celui dramatisé dans la culture populaire, reste considéré comme un événement à faible probabilité pour le proche avenir, un consensus scientifique robuste s'accorde sur la poursuite et l'aggravation de son ralentissement. Les conséquences d'un tel affaiblissement seraient globales et sévères, avec pour l'Europe une amplification des extrêmes climatiques : des hivers potentiellement plus rigoureux, des étés caniculaires plus intenses, des tempêtes plus violentes et une modification profonde des régimes de précipitations, ainsi qu'une accélération de l'élévation du niveau marin sur la côte est des États-Unis.