被称为海藻，它们对于其所在地而言十分重要；马尾藻形成漂浮物，而海带形成海底森林。海草状的被子植物在水浅的沙地长成“草甸”，红树林勾勒热带和亚热带地区的海岸线而植物在常被淹没的盐碱滩中茁壮生长。所有这些栖息地能够大量固碳，并支撑体型更大以及更小的动物的生物多样性。阳光只能穿透海水顶部的区域，所以植物只能在海洋的这一部分生长。海洋表层通常缺乏具有生物活性的含氮化合物。海洋氮循环由复杂的微生物转化组成，包括固氮作用、同化、硝化作用、厌氧氨氧化和反硝化反应。这些过程中有一些在深水中发生，因而在冷水上升流或者能够