I sitt starkaste uttalande i frågan säger forskarna att försurningen skulle kunna öka med 170 procent med 2100.
Betänkandets medförfattare sade att försurning redan hade orsakat en 30-procentig förlust av arter i vissa oceanekosystem.
Forskarna drar slutsatsen att det helt klart är de mänskliga koldioxidutsläppen som bär skulden.
Studien kommer att presenteras vid globala klimatsamtal i Polen nästa vecka.
År 2012 samlades över 500 av världens ledande experter på havsförsurning i Kalifornien. Under ledning av det internationella biosfär-geosfärprogrammet har nu en genomgång av vetenskapens tillstånd publicerats.
Denna sammanfattning för beslutsfattare säger med "mycket stort förtroende" att ökad försurning orsakas av mänsklig verksamhet som tillför 24 miljoner ton koldioxid till haven varje dag.
Tillsatsen av så mycket kol har förändrat vattnets kemi.
Sedan den industriella revolutionens början har vattnen blivit 26 procent surare.
"Detta är den senaste tekniken", sade Prof Jean-Pierre Gattuso, från CNRS, det franska nationella forskningsorganet.
"Mina kollegor har inte hittat i det geologiska rekordet, förändringstakten som är snabbare än den vi ser idag."
Det som oroar forskarna är den potentiella inverkan på många havsarter, däribland koraller.
Studier som genomförts vid djuphavsventiler, där vattnet är naturligt surt tack vare koldioxid, visar att den biologiska mångfalden har minskat med 30 procent.
Dessa ventiler kan vara ett "fönster på framtiden" enligt forskarna.
"Du hittar inte en blötdjur på den pH-nivå som förväntas för 2100, detta är verkligen ett ganska fantastiskt faktum," sade Prof Gattuso.
"Det är ett ofullständigt fönster, bara havets syra ökar på dessa platser, de speglar inte den uppvärmning vi kommer att se detta århundrade.
"Om du kombinerar de två, kan det vara ännu mer dramatiskt än vad vi ser vid CO2-ventiler."
Effekterna av syra känns för närvarande mest djupt kännbara i de arktiska och antarktiska oceanerna.  Dessa kyliga vatten har mer CO2 och ökande nivåer av gasen gör dem surare än resten av världen.
Ju surare de blir, desto skadligare blir de för marina organismers skal och skelett.
Forskarna säger att år 2020 kommer tio procent av Arktis att vara ogästvänligt för arter som bygger sina skal av kalciumkarbonat. År 2100 kommer hela Arktis att vara en fientlig miljö.
Dessa effekter är redan synliga, säger Prof Gattuso.
"I södra oceanen ser vi redan korrosion av pteropoder som är som havssniglar, i havet ser vi korrosion av skalet.
"De är en nyckelkomponent i näringskedjan, de äts av fiskar, fåglar och valar, så om ett element går så får det en kaskadeffekt på hela näringskedjan."
Författarna varnar för att de ekonomiska konsekvenserna av förlusterna från vattenbruket skulle kunna bli enorma - den globala kostnaden för minskningen av blötdjuren skulle kunna vara 130 miljarder dollar av 2100 om utsläppen av koldioxid fortsätter på deras nuvarande väg.
Att tillsätta alkaliska ämnen som krossad kalksten i vattnet har varit ett potentiellt sätt att mildra de värsta effekterna av försurning. Men Prof Gattuso säger att det bara skulle ha en begränsad effekt.
"Kanske i vikar som har ett begränsat utbyte med öppna hav kan det fungera, det kan ge lite lokal lättnad.
– Men den senaste forskningen visar att det egentligen inte är praktiskt på global nivå. Det är mycket dyrt och mycket energiintensivt."
Marina skyddsområden skulle också ge vissa kortsiktiga fördelar, men forskarna säger att endast betydande minskningar av utsläppen på lång sikt kommer att bromsa försurningens utveckling.
Följ Matt på Twitter.
Världshaven håller på att bli sura i en "oförutsedd takt" och kan sörja snabbare än någonsin under de senaste 300 miljoner åren.