Deniz biyolojisi, deniz organizmalarının ve davranışlarının çevre ile etkileşimlerinin incelenmesidir.
Deniz biyologları, deniz organizmalarını anlamak için biyolojik, kimyasal, fiziksel ve jeolojik okyanus coğrafyası alanlarını inceler.
Deniz biyolojisi çok geniş bir alandır, bu nedenle çoğu araştırmacı belirli bir ilgi alanı seçer ve bu alanda uzmanlaşır. Uzmanlıklar belirli bir türe, gruba, davranışa, tekniğe veya ekosisteme dayalı olabilir.
Moleküler biyoloji, deniz biyolojisinde ilgili bir uzmanlık alanıdır. Araştırmacılar, kıyı bataklıklarından, denizlerin derinliklerine kadar pek çok ortamda bulunan bitkiler ve balık çeşitleri gibi çeşitli organizmalara moleküler teknikler uygulamaktadır.