海洋中有一类动物，其某些形态结构和生态习性具有陆地哺乳动物的特征，如呼吸器官为肺，幼仔胎生、需要用母体的乳汁喂养等，在动物系统分类学上这类动物被列为海洋哺乳动物，也称海兽类。全世界海洋中有哺乳动物近百种，只有极少数种类分布在淡水中。根据其形态结构和生态习性等特征的不同，海洋哺乳动物又分为鲸、海牛、鳍脚类、海洋鼬类四大类别。
鲸
鲸外形似鱼，而且需要长年在海洋中生活，因而也被人们称为鲸鱼。鲸有须鲸与齿鲸之分。须鲸的口腔内无牙齿，但生有许多须板，捕食时主要依靠须板来滤食海水中的磷虾等体型较小的生物，主要种类有蓝鲸、灰鲸、小鳁鲸、驮背鲸等；齿鲸的口腔内生有牙齿，可捕食个体较大的鱼类以及头足类（如乌贼、鱿鱼）等。齿鲸中体型较大的称鲸，如抹香鲸、虎鲸（逆戟鲸）等；体型较小的称为海豚，如宽吻海豚、中华白海豚等。
海牛
海牛类与鲸类一样，也只能长年在水中生活。其前肢也为鳍状，后肢也变为扁平的尾鳍，但尾鳍多为团扇形，躯干部无背鳍。海牛类是海洋哺乳动物中唯一的草食性一族，有些种类可进入河口，在淡水中生活，主要种类有加州海牛、儒艮等。被人们称为“美人鱼”的，就是海牛中的某些种类。
鳍脚类
鳍脚类大部分时间在水中生活，但繁殖、换毛、休息时可离开水到陆上生活。为适应水中生活，它们的四肢也变为鳍状，但大多仍保留着趾和爪的痕迹。鳍脚类又可分为海狮、海象、海豹3个类别。其中，海狮类后肢尚未完全退化，在陆上仍可以用四肢爬行。海象仅有一种，主要生活在北极海域，后肢也可以向前弯曲，可用四肢爬行。海豹类的后肢已退化变小，不能向前弯曲，仅可起到协助游泳的作用，海豹在陆上爬行主要依靠前肢。海豹多生活在比较寒冷的高纬度海域，在已知的17种海豹中，仅有1种生活在暖水域，其余16种均生活在冷水或冷温性海域中。
象海豹是鳍脚类中体型最大的种类，雄性象海豹的体长可达5～6米，体重超过3吨。象海豹的最大特征是成年雄性象海豹都有一个下垂的大鼻子。象海豹的大多数时间都生活在水中，通常每年只上岸两次，繁殖和换毛各上岸一次。我国海域只有斑海豹、环海豹和髯海豹。斑海豹每年的冬春季都会从太平洋北部的寒冷海域游到我国辽东半岛和渤海海峡水域的岸边及浮冰上繁殖产仔。环海豹和髯海豹有时也会游到我国海域。
海狮、海狗、海豹、海象外形有什么区别
海狮、海狗、海豹、海象都属于海洋哺乳动物中的鳍脚类，其外形上的共同特点是都有一个像兽类一样的头，体外都生有短而浓密的毛，但身体却变得像鱼一样细长，四肢也变成近似于鳍状。四者在外形上的主要区别是：
海狮与海狗的头上都生有一对不大的外耳廓，后肢可以向前弯曲，在陆上可用四肢爬行。四肢上都不生毛，前肢趾上的爪退化，仅后肢的部分趾上生有爪。北海狮是海狮中比较常见的种类，在动物园和海兽表演场中经常可以看到。海狗又称海熊，外形与海狮基本相似，但体型略小些，主要种类有北方海狗、阿拉斯加海狗、加拉帕戈斯海狗、澳大利亚海狗、南极海狗等。海狗在我国十分罕见，即使是在动物园中也很少能见到。
海象和海豹的头上均无外耳廓，仅保留外耳孔，四肢上都被覆毛，前后肢的趾上都生有爪。海豹的后肢退化程度较高，短小且不能向前弯曲，但仍保留着后肢的基本形状。海豹在陆上爬行时只能依靠前肢，后肢仅起着协助游泳的作用。而海象的后肢还可以向前弯曲，协助爬行。此外，成年雄性海象的口部还生有一对近1米的长牙。
海洋鼬类
海洋鼬类仅有海獭一类，常见种类为海獭和海洋獭。
在海洋哺乳动物中其体型最小，外形上仍保持着陆地小兽类的形态特征，四肢发达，仅趾间生蹼，尾部变为扁平的桨状，利于游泳。海獭类的最大特点是无论休息还是进食总喜欢腹部向上仰卧在水面。海洋鼬类因皮毛质量优良，曾被人类大量捕杀，目前数量已非常稀少，因而被列为珍稀保护动物。
海洋植物与食物链
生活于海洋中的植物通常被称为藻类。由于海洋中的生态环境与陆地上的环境大不一样，因而生活在海洋中的植物与陆生植物差别非常大。例如，陆地上的植物绝大多数都为多细胞生物，多数种类都有根、茎、叶之分，成熟后开花、结籽，依靠种子进行繁殖。而海洋中的植物中单细胞种类占80％以上，即使是比较高等的种类，大多也没有根、茎、叶之分，多数种类都是靠细胞分裂或者由孢子进行繁殖。
地球上的生物据估计有1000万种，目前已被记录到的大约200万种。其中，植物约50万种，动物则超过100万种，而生活在海洋中的植物大约只有2万种。
海洋植物虽然种类不如陆地上的植物多，但其个体数量却远远超过陆生植物。海洋植物的进化程度大都比陆生植物低，在2万种海洋植物中，绝大多数种类都属于比较低等的单细胞生物，比较高等的种类还不到100种。
在植物系统分类学中，藻类被分为绿藻、褐藻、红藻、硅藻、金藻、黄藻、甲藻、蓝藻共8个门类，但人们习惯上常将藻类分为微藻类和大型藻类两大类。微藻类大多都是单细胞生物，个体大小一般都不足1毫米，少数种类是由几个细胞组成的群体，但组成群体的各个细胞相互独立，细胞之间没有分工，脱离群体后各自仍可以独立生活。微藻类的繁殖方式为无性繁殖，依靠细胞分裂法进行繁殖。大型藻类中有些种类，如裙带菜、马尾藻等，从外观上看似乎有根、茎、叶，但实际上它们的各部分在组织结构和生理功能上并没有明显的分化，与陆生植物的根、茎、叶分化有着本质上的区别，因而只能被称为叶状体。海洋植物中只有极少数种类与陆地上的高等植物有些相似，如大叶藻、虾形藻等，它们已开始有根、茎、叶的分化。
海洋初级生产力
浮游植物的细胞中一般都具有色素体，含有叶绿素或者藻黄素、藻蓝素等其他种色素，因此浮游生物可以利用海水中的碳、氮、磷等无机物，通过光合作用合成有机物，用于自身的生长与繁殖。同时，浮游植物本身又是其他海洋生物的食物，能为这些生物提供营养物质。
浮游植物既是海洋中有机物的生产者，又是其他海洋生物的营养提供者，因而被认为是形成海洋中各种生物生产能力的基础，是海洋中有机物的初级生产者，在渔业资源学中则将其称为海洋初级生产力。海洋初级生产力的大小，是评价一个海域渔业生产能力的最基本参数。
表示海洋初级生产力大小的方法有两种：一是用每天（或每年）单位水面生产浮游植物的能力，并将该能力折合成有机碳量来表示，单位是毫克碳/平方米·天（mgC/m2·d），或克碳/平方米·年（gC/m2·y）；二是用海水中叶绿素的含量来表示，常用单位为毫克/立方米（mg/m3）。
营养阶层转换率
海洋中的浮游植物（被称为初级生物）可以被浮游动物（被称为二级生物）摄食，浮游植物的营养便转化成浮游动物的营养；浮游动物又被鱼类（被称为三级生物）摄食，浮游动物的营养又转化成鱼的营养，亦即初级生产力转化成次级生产力，次级生产力又转化成三级生产力。经过这样一级又一级的转化，最终可以将初级生产力转化为能被人们利用的水产品。在渔业生物学和渔业资源学中，每经过一次转化后相邻两级生物之间的重量比，被称为营养阶层转换率。例如，1千克浮游动物在其生长过程中需要摄食8千克浮游植物，则其营养阶层转换率为1/8=12.5％。再如，每生产1千克鲑约需要投喂10千克鲱鱼，其营养阶层转换率为1/10=10％；而每生产1千克鲱鱼约需10千克浮游植物，其营养阶层转换率也是1/10=10％。由此可以推算出：每生产1千克鲑鱼相当于消耗100千克（1×10×10=100，或者1÷10％÷10％=100）浮游植物，即由浮游植物转化成鲑鱼的营养阶层转换率为1％。
渔业资源蕴藏量的测算
测算自然海域渔业资源蕴藏量的方法有很多种，比较常用的有：直接推算、根据捕捞能力推算、根据标志放流推算、根据再生机制推算、根据渔获物数量及其年龄组成推算、根据资源量指数换算、根据低龄个体数量估算等等。
食物链也称营养链，是指食物中的营养（能量）从一个生命体流向另一个生命体的连锁关系，它显示了自然界各种生命形式之间以及生命与环境之间的一种相互联系、相互依存的复杂连锁关系。食物链一般都由初级生物（即初级生产力）、二级生物（即次级生产力）、三级生物等若干个层次构成，即一级生物被二级生物摄食、二级生物又被三级生物摄食、三级生物还可能被四级生物摄食……一个食物链中最短的只有两个环节，最长的一般也不超过5～6个环节。生物学家常将食物链分为3种类型，即捕食者食物链、寄生者食物链和腐生者食物链。
海洋中的食物链一般都是从浮游植物开始。例如，浮游植物被浮游动物摄食，浮游动物又被小鱼小虾摄食，小鱼小虾再被大的鱼类摄食，如此就构成一个比较完整的食物链。再如，浮游植物被滤食性贝类摄食，滤食性贝类又被肉食性贝类摄食，肉食性贝类再被大型蟹类或鱼类摄食，如此又构成一个比较完整的食物链。上述的食物链在海洋中有很多条，其最终结果都是浮游植物的营养逐级转变成最高一级生物的营养。唯一的例外就是深海海底所形成的食物链，因为那里既没有光照又缺少氧，初级生物不可能像浮游植物那样通过光合作用来合成有机物，而只能是由某些深海细菌类利用喷气口附近的硫和热量等作为能源，再由这些深海细菌类为基础生产力构成独立的食物链。
海洋中有许许多多独立的食物链，它们之间相互交织、相互重叠，共同构成了复杂的网状关系，被称为食物网。营养学家常常是通过食物链来研究食物网中植物与植物、植物与动物、动物与动物之间复杂的依存关系。