L'étude de la vie dans l'océan est la biologie marine. Elle englobe les organismes, des virus et bactéries aux baleines, et les environnements, de la zone intertidale aux fosses abyssales. Les questions abordées vont des bases moléculaires de l'adaptation à la dynamique des écosystèmes entiers.

Les biologistes marins utilisent la plongée, des filets, des véhicules télécommandés, des outils moléculaires et des observatoires permanents pour étudier le fonctionnement, les interactions et les réactions des organismes face aux changements. Ce domaine se situe à l'intersection de l'océanographie, de l'écologie, de la physiologie et des sciences de la conservation. Les découvertes modifient régulièrement les manuels : de nouvelles espèces, des symbioses inattendues et des habitats jusqu'alors inconnus sont constamment mis au jour.

La biologie marine appliquée éclaire la gestion des pêches, l'aquaculture, la planification de la conservation et l'évaluation des impacts de la pollution et du changement climatique. Elle suscite un vif intérêt public car la vie marine est à la fois économiquement importante et intrinsèquement fascinante. La formation dans cette discipline combine travail de terrain, analyses en laboratoire et compétences quantitatives.

Chaque campagne océanographique a encore la possibilité de ramener des organismes que personne n'a jamais décrits.