从低等植物到高等植物，植食动物到肉食动物，加上海洋微生物，构成了一个特殊的海洋生态系统，蕴藏着巨大的生物资源。
藻类在海洋生物资源中占有特殊的重要地位。它能够自力更生地进行光合作用，产生大量的有机物质，为海洋动物提供充足的食物。同时，它在光合作用中还释放大量的氧气，总产量可达360亿吨（占地球大气含氧量的70%），为海洋动物甚至陆上生物提供必不可少的氧气。
大型藻类有人们熟悉的紫菜、海带等。它们在海底构成“海底农场”，有森林，又有草原。有一种巨藻，堪称世界植物之最，从几十米，至上百米，最高可达500米高，重达180多公斤，生长速度之快，一年可长50余米，而且它的年龄可长达12年之久。海藻在工业、农业、食品及药用方面有很重要的价值，除食用外，可从中提取褐藻胶、琼脂、甘露醇、碘等，可作为一种新的生物能源。
海洋生物中最重要、最活泼的当属动物资源，其中有1.5万～4万种鱼类，对虾等壳类2万多种，贝壳等软体动物8万多种，还有鲸、海参、海豹、海象、海鸟等，构成了生机盎然的海洋世界，也构成了经济效益很好的海洋水产业，其中鱼类是水产品的主体，也最重要。
目前，全世界从海洋中捕捞的6000万吨水产品中，90%是鱼类，其余为鲸类、甲壳类和软体动物等。鱼类种类较多，可供食用的就有1500多种。鱼类可谓全身是宝，营养经济价值很高，含有大量的蛋白质，味道鲜美。据说，吃鱼可使人大脑聪明，还有的具有医疗价值和作为精细化工业的贵重原料。
在水产上，鱼、虾、蟹总是相提并论的，它们不仅是席上珍馐，而且可从它们的甲壳中提取许多有用的东西——甲壳质，在工业上用途很广。
贝类种类繁多，遍布于各个海区，又比较容易找到，所以在过去，人们早已开始捕获它们，其中比较有经济价值的是鲍鱼、贻贝、扇贝、蛏子、牡蛎、乌贼、章鱼、鱿鱼等。它们都是味道鲜美，营养丰富的人们喜爱的食品。而且，有的贝壳可以从中取药，有的也有观赏价值，是贝雕的优良材料。在贝类中，还有一点值得惊奇的是那就是珍珠，我国是珍珠发祥地，尤其是南海珍珠在世界上最负盛名，它主要是由生活在热带、亚热带海区的珠母贝和珍珠贝生成的。
在海洋中，有一个不可忽视的部分就是海洋微生物，主要是细菌、放线菌、雪菌、酵母菌、病毒等，它们数量极大，分布不均。假设海洋中没有微生物存在，那么海洋中一切物质就不能循环，但它们的活动，也使渔业生产受到一定的损失。近年来，研究表明，在海洋微生物中可以提取一些特殊的生物活性物质，对治疗疾病有奇效。
地球上生物资源的80％以上在海洋。海洋中的生物多达69纲、20多万种，其中动物18万种（仅鱼类就有2.5万种），在不破坏水产资源的条件下，每年最多可提供30亿吨水产品（目前被利用的不到1亿吨）。据科学家估计，海洋的食物资源是陆地的1000倍，它所提供的水产品能养活300亿人口。可是目前人类利用的海洋生物资源仅占其总量的2％，还有很多可食资源尚未开发。人们在海洋中若繁殖一公顷水面的海藻，加工后可获得20吨蛋白质，相当于40公顷耕地每年所产大豆蛋白质的含量。人们把南极磷虾称为未来的“世界蛋白质仓库”。据海洋专家研究：光近海领域生长的藻类植物加工成食品，年产量相当于目前世界小麦总产量的15倍。海洋提供蛋白质的潜在能力是全球耕地生产能力的1000倍，我国有3亿公顷的海洋国土，其中1.53亿公顷适合养殖和种植。
