海洋生物学（marinebiology）是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学，是海洋科学的一个主要学科，也是生命科学的一个重要分支。
海洋生物学是一门综合性交叉学科，主要包括海洋有机体的功能，海洋生物多样性和生态三个方面的内容。它是研究海洋中生命有机体的起源，分布，形态和结构，进化与演替的特征和生物生命过程的活动规律；探索海洋生物之间和生物与其所处的海洋环境之间的相互作用和相互影响的科学。
海洋生物学研究的内容极为丰富，且随着海洋调查手段和开发技术海洋生物,海洋生物的改进而不断地发展。可以说生物学的各个领域——分类、形态、区系分布、生态、生理、生化、遗传等，在海洋生物学中均有相应的发展。
两百多年来，生物学者基本上遵循林奈的两界说，把海洋生物划分为海洋植物和海洋动物两大类。随着分类学的发展，科学家们认识到这个分类法有不少缺点，如真菌和大多数细菌并不营光合作用，却被归入植物。现在，我们通常将海洋生物划分为海洋细菌、海洋真菌、海洋植物和海洋动物四类。
海洋生物中，现知种类最多的是海洋动物，有16～20万种，分布在动物界的数十个门类中。海洋植物一万多种，主要是低等的海洋藻类，高等的海洋种子植物仅有100多种。海洋真菌不足500种。海洋细菌的种类较多。
海洋与陆地相比具有很大的特殊性，尤其是深海的强大压力和黑暗无光，使海洋动物、细菌等在外部和内部形态上的多样性和特殊性十分明显。这些特征和规律是无法从研究陆栖生物中得到的。
海洋生物学不但与海洋渔业生产直接相关，同时为海洋生态学、海洋地质学、海洋物理学、海洋化学等研究提供依据。如生活在海洋中的动物种数大大地少于陆地和淡水，但其门类之多又明显地超过陆地和淡水，这说明海洋环境比陆地和淡水要稳定得多；热带亚热带海岸的红树林能延伸到北美百慕大群岛、日本的九州，说明了海洋暖流的作用，等等。
海洋个体生态、种群生态、群落生态、生态系的研究是海洋生态学研究的基本层次。海洋个体生态和群落生态研究得较好的是海洋浮游生物和海洋底栖生物；海洋种群生态研究得较为充分的是海洋游泳生物中的鱼类。
海洋生态系统以河口生态系、上升流生态系、珊瑚礁生态系及内湾生态系进展较快。海洋古生态学是研究古代海洋生物之间及其与地史时期海洋环境的相互关系，20世纪60年代以来，随着石油、天然气等的大力开发和深海钻探计划的实施，发展很快。
食物是生态学最基本的课题之一。对海洋食物链和食物网、海洋生物生产力的研究，也是海洋生态学的重要研究内容。由于人类对海洋资源的需求激增，海洋生物在经济上、科学上的价值也愈益重要，因而这些方面的研究都已有不同程度的进展。
海洋是生命的发源地，地球上生命30多亿年的发展史，其中85%以上的时间是完全在海洋中度过的。要研究生命的起源和演化问题，离不开海洋生物学的工作。目前全世界所消耗的动物蛋白质，约有12.5%～20%(鲜品计算)来自海洋。
海洋生物还可作为工农业和药物原料，如由海藻中提取的琼胶、卡拉胶、褐藻胶，已分别用于食品、酿造、涂料、纺织、造纸和印刷工业；目前已从海洋生物体中提炼出各种酶和激素、多肽类、多糖类、脂酸等，已用于制作神经毒素、麻醉剂止血剂、降压剂、抗生物质、抗菌素、抗癌物质等药物；珍珠、红珊瑚、角珊瑚等海洋生物，是名贵的装饰品和工艺原料；红树林和海草具有护堤防浪等作用，它们的生长区是理想的海洋水产生产农牧化的基地；不少海洋生物还具有观赏的价值。
海洋生物学是随着调查的开展和手段的改进而发展。20世纪60年代以来，随着新技术和新成就的运用，海洋科学出现了飞跃。相比之下海洋生物学的发展不如海洋科学的其他学科快，其中一个重要原因是调查手段和工具仍较落后陈旧。因此，海洋生物学的发展，亟待调查和实验手段、仪器的革新。
海洋生态学研究是海洋生物学目前最为重要，也是最为活跃的一个领域。为科学地开发、利用和发展海洋生物资源，满足人类的需求，应更有力地促进海洋生态学在理论和应用方面的进一步发展，了解各个海域的生物组成，种群结构和数量变动规律，群落的构成和更替，生态系的结构和功能，及其物质的转换和能量的循环，以确保生物资源(种群密度)能持续地高产，预报生物数量和环境变化的方向，保持生态平衡。同时，促进海洋生物学其他领域的发展。
从海洋生物中寻找新药，已成为海洋生物学研究的一个重要方向。随着海洋药物研究的深入，海洋生物增殖和养殖事业的发展，分子化学、生物工程的理论和手段的引入，不但能出现造福于人类的新药、养殖新品种而且将促进海洋分子生物学、海洋生物工程学的建立和发展。