在生物体内光合成对呼吸引起的生物体的分解的比值，在大洋中大致保持一定。浮游植物在海洋食物链中既是植食性动物的饵料，同时经分泌、排泄和分解又向海水提供大量的糖类、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、维生素、甾醇等溶解有机物，以及残骸碎屑等颗粒有机物。这些有机物在海洋中的循环，成为食物链中各营养级次的养料。

海洋细菌对海洋中的元素循环起着重要作用。海洋生物经细菌分解，释放出的大部分氮成为铵离子，然后被细菌氧化为亚硝酸盐，继而形成硝酸盐。这过程在表层水中主要依靠光化学氧化进行。浮游植物消耗硝酸盐和磷酸盐，致使海水中的氮、磷比值大致保持恒定。

生物残骸经微生物分解成氨、磷酸等物质，释放到海水中，又为浮游生物所利用。细菌还能使海水和沉积物中的高分子有机物分解成二氧化碳，使硫化氢氧化成硫酸盐；在缺氧条件下，又能使硫酸盐还原为硫化氢。对海底铁锰氧化物凝结体的形成，细菌亦起着积极的生化作用。

海洋生物的代谢

海洋生物的代谢原理与途径，如光合作用、呼吸作用、能量代谢，以及一级代谢物(蛋白质、核酸、脂肪等)，基本上与陆地生物相似。但各种代谢细节，特别是次级代谢，则有着明显的差异，生成了陆地上所没有的多样化的次级代谢物。

海洋哺乳动物的海豚和鲸的声呐系统，是现代声学研究的重要课题。海豚头部具有回声定位组织，主要由三酰甘油和蜡酯等化学物质构成。两者都含有大量的异戊酸、较长链的异构酸等。研究表明，L-亮氨酸经转氨酶、三磷酸腺苷和酰基磕激酶的酶系统而产生异戊酰辅酶，然后增伸链长，生成长链的异构酸，再渗入到脂肪中。这方面的研究有助于了解海豚的声组织中脂肪类的代谢和传声功能。

海洋生物因其特殊的生理需要，能从海水中吸收并浓缩无机金属离子和非金属离子，其浓度可比周围海水高出几千倍甚至几万倍。被吸收的离子参与细胞质、色素、酶、血液、蛋白质、多糖、维生素等的合成与代谢，或构成其中的成分。

随着工业的发展，有毒重金属离子、放射性元素以及有机农药和化工污染物等随河流、大气进入海洋。在近海，它们大部分被吸附在悬浮的颗粒物上沉于海底，部分则由海洋生物吸收、浓缩，继而经食物链转移到底栖生物和鱼类中。

有的金属离子(如汞)，在生化过程中转变成有毒的甲基化形态，直接危害人类的健康和生命。现各国正在加强研究各种污染物在海洋生物中的存在、积累和转移等代谢历程，揭示其代谢规律；并已确认一些底栖动植物，如贻贝、巨藻可作为研究污染物的指标生物。

海洋生物的代谢物

自20世纪60年代以来研究进展较快。这些代谢物有不少在种内和种间具有传讯作用，还大都具有较高的生物活性和药用价值，并在生物分泌和分解过程中被释放到海水中，构成海水溶解有机物的组分（见海洋天然产物）。

激素和信息素

海洋动物中含有某些糖蛋白、多肚甾醇、酮基化合物等激素，可以协调个体内的各细胞，保持全个体的统一，控制生物体的各种机能。如棘皮动物海星类的卵成熟激素，虾蟹的变色和蜕皮激素等。

由化学物质控制的生物之间的相互作用，称为化学感受。这些化学物质称为化学传讯物质，在生物种内起着控制诱导、告警、集群、辨别家族等作用的传讯物质，称为信息素。依对双方的利害，分别称为利己信息素和利他信息素。化学感受现象在海洋生物中很明显，以弥补它们在混浊、黑暗的环境中视觉等功能的不足。

海洋药物

海洋生物的代谢物具有奇异的化学结构，不少可用作药物。如由海产蕨藻中分离出的蕨藻素，软体动物海兔中分离出的海兔毒素和骏河毒素，海绵动物中分离出的海绵毒素，腔肠动物中分离出的海葵毒素，以及沙蚕毒素、河豚毒素、雪加毒素等，它们都是含芳香族、含卤和含氮的化合物，具有抗菌、抗肿瘤、抗癌等药效。人们已按沙蚕毒素的化学结构合成了对人畜无害而有效的杀虫剂。

此外，从软珊瑚中分离出前列腺 素；从软骨藻、海人草、凹顶藻、海头红等中分离出海人草酸、软骨藻酸、含卤脂肪酸、烃类、萜类等化合物，具有驱蛔虫、降血脂、抗菌、抗炎、抗肿瘤等不同药效。

其他代谢物

海洋植物的光合作用与陆地植物一样，除主要依靠叶绿素 a外，还有叶绿素 b和 c、色素蛋白（藻胆素）类胡萝卜素、叶黄素类等辅助色素。海洋动物则含有类胡萝卜素和醌类、吲哚、吡咯类色素。不少海洋动物和细菌能发光，这是一种酶的反应，由发光蛋白质被氧化而发生的。在两极低温海区生存的鱼体内的某种糖蛋白，是有效的抗冻组分。物种系统发育的差别能反映到生物体内的各种代谢物上,如色素、多糖和各种次级代谢物结构的差异上,这些差异为海洋生物的分类（如科、属、种的划分）提供了化学依据。这种分类被称为“化学分类”。

①为海洋生命起源、海洋生物生产力和海洋生态学的研究，提供海洋环境化学因素与生物体活动之间相互关系的资料；②为开发海洋生物药物资源和化学分类学提供化学依据;③与海洋有机化学相配合,阐明生物体分泌、分解和合成有机物的历程，以及这些有机物的地球化学过程；④为研究海洋生物的生理行为阐明生化基础，发展仿生学；⑤研究污染物入海后被生物吸收,在食物链中的积累、转移及其归宿的生化过程,为解决环境污染提供材料等。