يتألف النظام البيئي البحري من مجتمع الكائنات الحية المتفاعلة والبيئة الفيزيائية والكيميائية التي تعيش فيها. ويمكن رسم حدود حول بركة مد وجزر، أو غابة عشب البحر، أو شعاب مرجانية، أو مصب نهر، أو حوض محيطي كامل، وذلك حسب النطاق المطلوب.

تدخل الطاقة عادةً عبر عملية التمثيل الضوئي بواسطة العوالق النباتية والطحالب البحرية والأعشاب البحرية، أو عبر عملية التخليق الكيميائي في الفتحات الحرارية والينابيع. وتُشكّل المغذيات والضوء ودرجة الحرارة والركيزة بنية المجتمع البيئي. وتُساهم التفاعلات بين الكائنات الحية وبيئتها - مثل بناء الشعاب المرجانية أو تثبيت الرواسب بواسطة الأعشاب البحرية - في خلق بيئات تؤثر بدورها على الكائنات التي يمكنها العيش فيها.

تُوفّر النظم البيئية البحرية الغذاء، والحماية الساحلية، وتخزين الكربون، والقيمة الثقافية. وهي تتعرض لضغوط متزامنة من الصيد، والتلوث، والاحترار، وتحمض المحيطات، وتدمير الموائل. وتسعى الإدارة القائمة على النظام البيئي إلى الحفاظ على سلامة هذه النظم بدلاً من التركيز على أنواع منفردة. وتُعدّ الملاحظات طويلة الأجل ضرورية للتمييز بين التباين الطبيعي والتغيرات الموجهة.

حتى رقعة صغيرة من الأعشاب البحرية تعمل كنظام بيئي مكتفٍ ذاتيًا مع منتجيها ومستهلكيها ومحللاتها الخاصة.