所谓海洋动物指的是生活在海洋中的各种动物的总称。据统计，海洋中大约有16万~20万种动物，其中最小的是单细胞原生动物，最大的是长达30米，种约吨的蓝鲸。海洋动物的活动范围也很广，从海面到海底都有它们的身影。
海洋动物通常以海洋植物、微生物、动物碎屑为生。由于海水深度、温度等的条件的不同，海洋中浮游生物和底栖生物在分布上存在着很大差异和变化。这种差异变化直接影响了以浮游生物为食的其他海洋动物的活动与分布。
科学家把种类繁多的海洋动物分为三大类：海洋无脊椎动物，海洋原索动物和海洋脊索动物。它们在结构形态和生理特点上具有很大的不同。
海洋无脊椎动物是海洋世界中的名门望族，在种类上和数量上都占据统治地位。主要包括原生动物、海绵动物、腔肠动物、扁形动物、纽形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物、腕足动物、毛颚动物、须腕动物、棘皮动物以及半索动物等。
海洋无脊索动物在结构及功能上呈现多样化，可由简至繁逐一找出代表，例如消化道上有不具有海洋动物口及肛门的海绵，有口无肛门的腔肠、扁虫，到有了前后分开为口及肛门的纽形动物。海洋无脊椎动物因海水浮力大，而产生不同于陆生动物之支撑结构；有的受限于吸附力、表面张力而成小生物；有的充满中胶层如漂浮的大型水母(海蜇皮即此类生物之产品);有的具砂质为主的六放大海绵高可及一公尺；有的具几丁质为主的外骨骼可支撑出大个体如虾、蟹；或以碳酸钙为主，营造出美丽但笨重的壳，如贝、螺。更有细胞包围在外的内骨骼，如海胆的是碳酸钙，海豆芽的是磷酸钙(人类骨骼是以磷酸钙为主)。这些多样化的支撑系统不仅增大了个体的体积，更可供肌肉附生而得以运而动之，使得动物得以各类型式生活。这样多样化的生物、正是研究比较各类课题的好素材。
海洋原索动物是介于脊椎动物与无脊椎动物直接的过渡类型，包括尾索动物和头索动物。
海洋中另一种重要的门类是海洋脊椎动物，主要包括依靠海洋而生存的鱼类，爬行类，鸟类和哺乳类。
鱼类是最重要的海洋动物之一。现在世界上大约有2.5万多种鱼，是脊椎动物中种类最多的动物。科学界家根据育的个性特征，将它们分为3类。一类叫无腭鱼，如七鳃鳗，八目鳗等。第二类是硬骨鱼，如鳟鱼，鳕鱼等等。95%的鱼类属于硬骨鱼。最后一类叫做软骨鱼，鳞片呈盾状，形成砂纸一样的表面；无鰾。鲨鱼就属于这一类。世界上约有种鲨鱼。有30种会主动攻击人，有7种可能会致人受伤，还有27种因为体型和习性的关系，具有危险性。根据化石考察和科学家推算得知，鲨鱼在地球上生活了约4亿年，它早在4亿年前就已经存在，至今外形都没有多大改变，说明它的生存能力极强，人称“海洋猎手”。
海洋中还有很多哺乳动物，如鲸，海豚，海豹，海狮，海獭等等，它们的体型都是流线型的，鲸更是外形十分像鱼。这是因为流线型的体型在水游泳速度会快一些。须鲸类的游泳速度一般为每小时30公里，受惊时每小时为40公里，鳁鲸的速度最快，每小时约55公里，比万吨巨轮还要快。抹香鲸游泳速度较慢，一般为每小时10公里，最快时为25公里。
生命起源于海洋。从原生动物到哺乳动物的海洋动物系统，不仅展现了生命发展的历史，而且为人类提供了丰富的食物和资源，海洋是我们赖以生存的家园。