海洋微生物在海洋生態系統中發揮著至關重要的作用。它們包括浮游生物、細菌和病毒，這些微小生物雖然在個體上微不足道，但它們的集體作用對海洋生態的平衡和穩定性有著重要影響。以下是海洋微生物的主要作用：
浮游植物通過光合作用將太陽能轉化為有機物質，為整個海洋食物鏈提供能量。
細菌在分解有機物質和循環營養元素（如氮、磷）方面扮演關鍵角色，為海洋生態系統中的其他生物提供必需的營養。
病毒通過其生命周期在海洋生態系統中起著調節作用，它們可以影響宿主細胞的裂解或溶胞，從而影響營養物質的循環。
海洋微生物還在物質循環、沉積成岩、海底成油成氣過程中發揮重要作用。
海洋細菌在特定條件下可能對水工構築物造成污損，其代謝產物如氨和硫化氫也可能對養殖環境產生負面影響。
此外，海洋微生物具有嗜壓性、嗜冷性等特性，能夠在極端環境中生存和繁殖。這些微生物的種類和數量對海洋生態系統的健康至關重要，它們的任何變化都可能對整個生態系統產生影響，甚至可能導致生態系統的崩潰。