鱼类则演化成哺乳动物，并来到陆地上居住，不过有一些又回到海洋中，例如海豹、海豚和鲸鱼。浮游生物则是海洋生物食物链的最底端。有一些无嵴椎动物为了能在含氧量低的海洋中生存而演化出独特的构造，例如软体动物依靠虹管唿吸，鱼类则通过鳃唿吸。一些海洋哺乳动物，如海豚、鲸鱼、水獭和海豹，需要定期浮出水面唿吸空气。已知海洋生物有20多万种，可能还有200多万种海洋生物尚待人类发现 。海洋生物大小不一，像浮游植物仅长0.02微米，而蓝鲸则长达33米。海洋微生物，包括原生动物、细菌和病毒，占海洋生物总量的70%。