浮游生物
浮游生物在进化过程中形成了一些奇妙的，经常是惊人的特点，使其生存的大部分时间能在海浪中漂浮。单词浮游生物（plankton）来自希腊词语plaktos，意指“漂浮”，通常用做描述自由漂浮或有微弱的游泳能力的海洋生物。虽然我们通常将浮游生物划分为浮游动物和浮游植物以区分海洋中的浮游动物群和植物群，这种划分实际上是模糊不清的。一些浮游生物，例如腰鞭毛虫，既有植物特性也有动物特性；它们既具有特殊的含有叶绿素的细胞进行光合作用，同时又有捕食和消化猎物的能力。这使它们拥有了在不同环境下生存的能力：当光线充足时，它们能利用光合作用从太阳获取能量，而当光线过暗时，它们又能寻找食物。
浮游生物是个体、群体，或在某种情况下，作为共生关系的一部分而生活的单细胞或多细胞的生物。有些浮游生物呈简单的圆球状，其他的则具有更为精细复杂的形状。许多浮游动物只能被动地漂浮，而其他的虽不能逆流游动，却也能在海洋不断的潮流中做轻微的移动。一些海洋生物，例如龙虾、鳗鲡、珊瑚和海星，只有其生活史的一部分是浮游生物，它们的幼虫随海流漂浮生活，而成虫则生活在海底或成为真正的游泳动物而四处游动。浮游生活的龙虾幼虫样子很奇特，看起来更像一个极薄的骨架而不是长着很多足及厚厚的外壳的甲壳动物。这种幼虫可以和浮游生物一起漂浮数天、数星期甚至数月，而后定居在海底并长成我们所熟悉的龙虾。许多珊瑚，鱼类及甲壳动物都有浮游幼虫，因此海浪就成为决定这些动物成年群体生存地点的重要因素。有些佛罗里达地区的龙虾和鱼类实际上来自上游遥远的加勒比海岛屿的海岸。
对它的栖息者来说，海洋是一个永无休止的猎场，而在这场终生的捕食与被捕食的游戏中这些栖息者本身的大小起了决定性的作用。生物的大小常常决定了它所能吃的和能够吃它的动物。海洋中最小、最柔弱的——同时极可能是最为重要的——生物是浮游生活的海洋植物和藻类，即浮游植物。浮游植物在太阳能食物网的最底部（区别于深海出口处的化学能食物网）。通过光合作用，它们利用海洋中的无机物制造出有机物，通常叫做初级生产力。浮游植物通常都是很微小的（大小不到1毫米）圆球状的单细胞生物，很适合于远海生活。极小的体积和圆球状的体形决定了它们具有很高的表面积与体积比，因而具有较强的漂浮能力。这一点是很关键的，因为为了进行光合作用和生长，海洋中的植物和藻类必须停留在太阳光能够照射到的表层。为了不至于沉人到黑暗层中，浮游植物保持了小体积；它们也可以借助鞭毛状的尾巴或利用刺及与同类形成链来增大表面积。这些浮游的植物和藻类没有口，胃以及循环系统，因此只能借助于扩散作用来吸收营养和排泄废物。
硅藻和甲藻是海洋中最为常见的浮游植物。单细胞的有着硅质外壳的硅藻通常聚成长链。与其他的浮游植物相比，硅藻可以相当大——甚至大到人的肉眼能够看到。硅藻外壳的形状像一个小药盒，有着严实的上下盖，盖子由二氧化硅组成，二氧化硅也是玻璃的主要组成成分。就目前的了解，尽管有些硅藻具有刺或脊以防止下沉，但它们却没有运动能力。硅藻通过简单的无性分裂的方式进行繁殖；细胞通过在原有壳的顶端和底部复制一个稍小的细胞的方式分裂。结果，随着时间的推移及每一代的产生，硅藻的个体变得越来越小。最终由一个日益变小的硅藻将两部分壳都丢弃，生成一种特殊形态的细胞，这种细胞能够繁殖成较大体积的细胞。当环境条件恶劣时，有些硅藻也能形成没有繁殖能力的休眠孢子。但环境条件适宜时，休眠孢子又萌发成为可见的、活跃的硅藻。硅藻大量存在于营养丰富的海区，尤其沿岸有上升流的冷海区以及极地地区。
腰鞭毛虫是个体很小的，自由生活的海洋生物，它利用它那两根称为鞭毛的小尾巴克服下沉。就形状和大小而言，这个种群具有丰富的多样性。有些腰鞭毛虫具有由几丁质（组成虾、蟹和其他甲壳动物壳的关键成分）组成的壳，而其他的则危险地裸露生活。甲藻既可看做植物也可看做动物；一些甲藻具有叶绿素而另一些则没有。没有叶绿素的甲藻行为颇似动物并吞食食物颗粒，很像变形虫。条件合适时，甲藻能迅速繁殖并大量存在，产生水华。某些甲藻能产生一种化学形式的光称作生物光（将在下面讨论），在认错晚，它们发出的这种奇妙的光看上运河就像海下闪亮的星星。除此之外的一些甲藻更具威胁性，能引起赤潮和甲壳类动物中毒，拉美鱼肉毒。有些甲藻形成的暂时休眠的孢囊能长时间的存在于沉积物中或者与其他的生物共生。
海洋中的甲藻还包括球石孢子（coccolithophores）。它们属于褐藻，有鞭毛，被一个圆形的由微小的石灰质圆盘状或盾状的鞘包裹。这种藻的大量繁殖能使海面变成乳白色，在极高浓度时甚至能在观测海面的卫星图像上显现出来。球石孢子在热带和温暖的海洋中最为常见。
蓝细菌，以前称作蓝绿藻，尽管人们对它了解甚少，却是浮游生物的重要组成部分。一些蓝细菌能进行光合作用，而其他的在海洋王国中却有非常罕见的本领：它们能利用游离态的氮。大多数的植物不能利用游离态的氮，而只能利用氮的其他形式，硝态氮或亚硝态氮。蓝细菌能把水中的游离态的氮转化为更能为植物所利用的形式，因此在海洋中占据了重要的位置，也因此被称作“氮固定者”。这种细菌在营养贫乏的海区尤其热带海区极其繁盛。生活在温暖的，热带的水体中的一种叫做trichodesmi－um的无害的蓝细菌，能形成一团团小的褐色漂浮物。有时水中会充满了这种细长的或圆形的细菌束。许多其他类型的蓝细菌在海洋中自由漂浮或者生活在海底，它们在海洋有机物的合成与分解以及营养的循环利用过程中都起了重要的作用。因为细菌如此之小，它们通常容易被传统的取样技术所忽略；而更加现代化的方法使人们对细菌的世界有了更深入的了解。大多数科学家认为海洋中的细菌和其他的微生物比已发现的其他生物数量更为丰富，意义也更大。
浮游植物的数量和分布受海水温度、光线及营养盐供给的限制。在营养盐极度缺乏的海区，较小的浮游植物占主导地位。在营养丰富的海区，例如海流上升区，较大的浮游植物极其繁盛。而且理所当然的，浮游植物繁盛的地区，浮游动物也随之繁盛。
浮游动物
浮游动物是在海中靠漂浮生活的，在水中的活动形式主要包括寻找食物及进食的动物。总的来说，浮游动物被认为是海洋中浮游植物的最重要的捕食者；因此，它们被认为是初级生产力与大型生物的连接者。浮游动物与浮游植物相比更具多样性，个体也更大。在陆地上，植物能比动物大很多——非洲大象与巨大的美洲杉相比，就显得很秀气了——但在海洋中，动物通常比植物大许多。这种现象的部分原因可归结为海水的密度比空气的密度大，因而使有较小支持结构的生物能有较大的生长。最小的浮游动物当数单细胞的动物，例如有孔虫类、放射虫类、动鞭毛虫和纤毛虫。
有孔虫是由碳酸钙组成的微小外壳所包围的小变形虫。它们的直径趋向于1毫米以下，但也能达到1厘米左右大小。随着有孔虫的生长，其壳上的小室不断增加。大多数有孔虫以细菌和浮游植物为食，它们从壳的小孔中伸出一种称作伪足的粘性原生质臂来吞噬猎物。有些有孔虫组织内还生长着藻类，这些藻类能替有孔虫清除体内的废物并产生氧气，因而有助于有孔虫的生长。作为浮游生物和作为底栖生物而生活在海底沉积物中或生活于其上的有孔虫，在世界的各海区都很常见。
放射虫是一群有着精致的硅质外壳的小的圆球状的浮游动物。单个的放射虫大约1毫米大小，但其群落的长度能达到几厘米。与有孔虫相似，放射虫也以吞食细菌和浮游植物为生，但它们用壳外的粘性组织捕捉猎物。放射虫在赤道附近的温暖、营养丰富的上升流区最为常见。一些最小的，也是人们了解最少的浮游动物具有鞭毛称为鞭毛虫，还有一些具有纤毛称为纤毛虫。纤毛是一种短的毛发状伸展的结构，并能协同摆动，借产生的震动来捕食和运动。
海洋中许多小的植物和动物能被稍大一些的、多细胞的浮游动物所食，例如水母、桡足类、磷虾、虾、一些贝类、小鱿鱼以及凶猛但很小巧的箭虫。水母一般被人称为胶体浮游动物类，这类动物身体一般富含水并具黏性。在海洋中，拥有一个透明柔软、含水量达95％～98％的身体是有很大优越性的——不容易被发现，营养要求低，容易在水中悬浮（与周围水体的密度相似），并且很容易吞噬食物颗粒。
实际上，水母及其同类不过是被一圈儿触手围着的一个大肚子——而且它们都是肉食性的。触手上有一种特殊的刺细卜小型的弹出并叉住系统——用来捕捉和麻痹猎物并将其送入肚中。有些物种的“叉子”，或带刺的细丝，能释放具有麻痹作用的，甚至致命剂量的毒素。正像有些人所了解的那样，种与种之间刺细胞的毒性差别很大。常见的海月水母具有的有伞状气胞囊及相对较短的触手，它的刺细胞毒性很弱。而它的同族者盒水母不仅刺人十分有力，而且被它刺一下是非常疼痛和危险的。盒水母具有小立方体状的气胞囊，长度不及15厘米，每个气胞囊下方的角落里都伸展出一丛丛的细长的触手。大概水母中最危险的莫过于发现于澳大利亚及菲律宾沿岸的太平洋立方水母了。这种水母能使人留下永久性的伤疤，令人病倒甚至精神受到损伤。与水母相关的珊瑚也有类似的刺细胞，尽管实际上只有火珊瑚的刺细胞具有毒性。
水母通过类似泵的有节奏的抽吸它们的肚子来运动。有些水母这样游到水面上以后，再缓慢的下沉，在下沉的过程中捕捉那些不够警觉和不幸的猎物，接着它们再回到水面重复这一过程。有一种叫做“仙后”的相对来说无害的黄褐色的水母，大部分时间倒立于水底。这种水母在热带海域很普通，在浅水区码头也经常能见到。有时候龙虾幼虫附着在水母气胞囊顶部“搭便车”，通常认为龙虾幼虫是借水母的这辆有触手的、有规律的跳动的车来避开敌人。
管水母是水母的近亲。最常见的一种管水母是危险的葡萄牙僧帽水母。它的表面是蓝紫色的气球状结构，而其下则是长的、膜状的、刺人很痛的蓝色触手。尽管管水母看起来很像一个水母，它实际上是一群浮动的群体。单个的生物是组成这个群体的最小单位，每个单位有不同的分工。一些生物组成悬挂于充满气体的浮器下的触手，另外，“抽水机”负责运动；还有一些个体组合成口和肚子。食物一旦消化，营养物质通过公共的体腔扩散到群落中的每个个体。研究管水母的科学家曾在深海中遇到过体长达20米的管水母群体，尽管大部分还是比之要小。被贴切地戏称为“顺风水手”的一种管水母是一种蓝色的、小的、无害的动物，它有着号角状的浮器或“帆”，迎风突出在海面上。葡萄牙僧帽水母及“顺风水手”的浮器使它们能停留在食物丰富的海面，但也使这些动物处于风和水流的作用下。
梳水母也称栉水母看上去与水母相似；它们具有李子或核桃状的胶质的身体，有很短的触手或没有触手。它们是体侧有着八列微小的绒毛（纤毛）的光滑透明的生物。这些绒毛协同摆动，产生一种轻微的推动作用。有触手的栉水母一般没有刺细胞。所有这些美丽优雅的动物都具有生物发光性，能产生各色的光亮，它们同时也是凶猛的肉食者，用黏性触手捕获食物颗粒或用它们特大型的口吞噬食物。大量的栉水母聚集到一起能使水面看起来像一大片连绵的果冻。从这片果冻中游过虽没有危险但也会令人十分的不舒服。
自从水母第一次被大量冲上岸或粘在渔民的渔网上后，海洋中胶体动物的存在就已为人们所知，但直到最近我们对它们在自然生长环境下的形态和行为仍一无所知。我们对胶体动物的了解来自偶尔的观察或用拖网方法采集来的样品，这种方法采集水母就像用猛烈搅动的洗衣机来洗精巧的女式内衣一样。毫无疑问的，破坏性的拖网方法的使用使胶体浮游动物成为最为人们曲解的动物之一。例如，共生的管水母曾一度被认为是小的、单个的动物，因为在许多种情况下，它们大而脆弱的群体在采集过程中被打碎成小的透明的碎片。用传统的方法研究这种动物就如同把一群蝴蝶扔进一个搅拌器，再扔进几个甲虫，接着按一下“搅拌”键，之后将这些被捣碎的混杂的东西分开，再辛辛苦苦的把它们拼在一块儿，试图对生物的本来面目有所了解。海洋生物学家现在采用水下呼吸器设施，潜艇和远程操纵船只来研究胶体动物。悬挂在水中等待水母或管水母游过是一项缓慢的枯燥的，经常是烦人的任务，但毫无疑问是值得的。这些方法揭开了海洋中最精巧最美丽的一些动物的面纱。
尽管我们认为大多数甲壳类动物是底栖动物，也有一些变种生活于开放水域中而被认为是浮游动物。翼足目软体动物，或称海蝶，是有微弱游泳能力的、倒立的腹足类软体动物。大多具有由碳酸钙组成的管状的小而脆弱的壳和一个用来划水的翼足。最新的研究表明，翼足类用一个布满黏液的网来捕食颗粒物，这个过程就像在一个飞满昆虫的房间里吃口香糖，当你吹一个大大的泡后再将它连同沾上的昆虫一块儿吞进去。裸露的翼足类比有壳的种类游泳迅速，而且能将游动缓慢的同类吃掉。一个厚实的壳能起保护作用，但在水体中亦能阻碍游泳并加速下沉。一种有着小的螺旋状外壳的小腹足类软体动物，叫Janthina，找到了一种独特的方法来解决下沉问题：它们制造一排浮于水面的气泡并附在其上。