A oceanografia biológica estuda os organismos que habitam o meio marinho, assim como sua distribuição, seus ciclos de vida e suas respostas ao meio ambiente. Os organismos marinhos possuem adaptações para se locomover e se alimentarem no meio marinho, sendo sua movimentação estimulada pelas águas.

Essas adaptações são resultantes da alta densidade da água do mar, onde o gasto energético usado na movimentação dos organismos marinhos para flutuar ou nadar é menor que o gasto de organismos terrestres para caminhar e voar. A maioria dos vegetais marinhos são microscópicos e flutuantes, com muitos animais invertebrados e peixes com ossos pequenos.

Por este motivo, os organismos marinhos crescem mais rápido e podem ter um ciclo de vida mais curto. Esses seres vivos são classificados em três grandes compartimentos, habitando a coluna d’água (plâncton e nécton) e as profundezas do oceano (bentos).

As espécies planctônicas, ou plâncton, são seres pequenos ou microscópicos que não conseguem se locomover ou nadar de forma efetiva, possuindo estruturas que auxiliam na sua flutuação na água do mar, como por exemplo as águas-vivas juvenis e até mesmo larvas de peixes e pequenos vegetais microscópicos.

Esses indivíduos formam a base da cadeia alimentar marinha, servindo de alimento para muitos invertebrados e até mesmo de vertebrados que capturam o plâncton através de pequenas estruturas que funcionam como filtros ou redes.

Já o nécton é formado por organismos que conseguem nadar ativamente, possuindo estruturas como tentáculos (água-viva adulta e polvo) ou nadadeiras (peixes e mamíferos aquáticos) que facilitam sua locomoção contra a corrente marinha.

As espécies bentônicas são associados ao fundo do mar e sua diversidade se deve as diferentes características do fundo oceânico, com organismos podendo ser fixos ao fundo (ex.: corais), enterrados (ex.: mexilhão) ou se moverem sobre ele (ex.: estrela do mar).