Un écosystème marin comprend la communauté d'organismes interagissant entre eux et l'environnement physico-chimique dans lequel ils vivent. On peut délimiter un écosystème marin pour une mare de marée, une forêt de varech, un récif corallien, un estuaire ou un bassin océanique entier, selon l'échelle considérée.

L'énergie provient généralement de la photosynthèse du phytoplancton, des algues ou des herbiers marins, ou de la chimiosynthèse au niveau des sources hydrothermales et des suintements. Les nutriments, la lumière, la température et le substrat déterminent la structure de la communauté. Les interactions entre les organismes et leur environnement — comme la construction de récifs par les coraux ou la stabilisation des sédiments par les herbiers marins — créent des habitats qui influencent à leur tour les espèces qui peuvent y vivre.

Les écosystèmes marins fournissent de la nourriture, protègent les côtes, stockent le carbone et revêtent une importance culturelle. Ils subissent simultanément les pressions de la pêche, de la pollution, du réchauffement climatique, de l'acidification des océans et de la destruction des habitats. La gestion écosystémique vise à préserver l'intégrité de ces systèmes plutôt qu'à se concentrer sur des espèces isolées. Les observations à long terme sont essentielles pour distinguer la variabilité naturelle des changements structurels.

Même une petite parcelle d'herbier marin fonctionne comme un écosystème autonome avec ses propres producteurs, consommateurs et décomposeurs.