海洋微生物就是以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。海洋微生物以单细胞藻类和微小的多细胞藻类为主，其种类和数量是海洋微生物中最多的，也是构成海洋生态链的基础。除了藻类外，各种细菌、多种酵母菌也都有。在海洋表层和近岸地区，海洋微生物最为丰富。在深海海底藻类种类和数量减少，细菌数量增加。在大洋中，细菌等微生物和种类和数量下降，主要是藻类。
