Deniz ekosistemi, organizmaların etkileşim halinde olduğu topluluk ve yaşadıkları fiziksel ve kimyasal çevreyi kapsar. İlgilenilen ölçeğe bağlı olarak, bir gelgit havuzu, bir yosun ormanı, bir mercan resifi, bir haliç veya tüm bir okyanus havzası etrafına sınırlar çizilebilir.

Enerji genellikle fitoplankton, deniz yosunları veya deniz çayırları tarafından gerçekleştirilen fotosentez yoluyla veya hidrotermal kaynaklarda ve sızıntılarda kemosentez yoluyla girer. Besinler, ışık, sıcaklık ve substrat, topluluğun yapısını şekillendirir. Organizmalar ve çevreleri arasındaki geri bildirimler (örneğin mercanların resif oluşturması veya deniz çayırlarının sedimenti stabilize etmesi gibi), orada kimlerin yaşayabileceğini daha da etkileyen yaşam alanları yaratır.

Deniz ekosistemleri gıda, kıyı koruması, karbon depolama ve kültürel değer sağlar. Aynı zamanda balıkçılık, kirlilik, küresel ısınma, asitleşme ve habitat tahribatı gibi baskılar altındadırlar. Ekosistem tabanlı yönetim, tek bir türe odaklanmak yerine bu sistemlerin bütünlüğünü korumayı amaçlar. Doğal değişkenliği yönlü değişimden ayırt etmek için uzun vadeli gözlemler şarttır.

Küçük bir deniz çayırı alanı bile kendi üreticileri, tüketicileri ve ayrıştırıcılarıyla kendi kendine yeten bir ekosistem görevi görür.