Seperti yang mungkin sudah Anda duga, ahli biologi kelautan mempelajari organisme laut. Lautan, bagaimanapun, mengandung sekitar satu juta atau lebih spesies. Tidak seorang pun akan dapat mempelajari semuanya, bahkan pada tingkat yang paling dangkal sekalipun. Seperti kebanyakan ilmuwan, ahli biologi kelautan berspesialisasi. Hewan dan organisme lain yang dapat dipilih oleh ahli biologi kelautan untuk dipelajari berkisar dari yang raksasa, seperti paus besar, hingga yang tidak mencolok, seperti spesies plankton.
Alga -- Phycology
Studi tentang ganggang laut hampir tidak membosankan seperti yang terlihat pertama kali. Alga bukan tumbuhan, tetapi beberapa di antaranya terlihat seperti tumbuhan. Di lautan, semua rumput laut itu adalah alga. Sementara hutan rumput laut membentuk habitat yang aneh, beberapa ganggang yang paling penting jauh lebih kecil. Fitoplankton -- alga yang mengapung bebas -- membentuk dasar dari sebagian besar jaring makanan laut. Kebanyakan ikan dan mamalia laut pada akhirnya bergantung pada fitoplankton. Selain itu, mereka juga menghasilkan banyak oksigen dunia. Pada sisi negatifnya, ganggang mekar menyebabkan zona mati laut, membunuh ikan dan membuat petak laut yang luas bertentangan dengan sebagian besar kehidupan.
Ikan -- Ichthyology
Studi tentang ikan memiliki aplikasi praktis yang jelas sejak kita memakannya. Menghindari eksploitasi berlebihan dari stok ikan laut membutuhkan masukan dari ahli biologi kelautan, khususnya ahli ichthyologi, meskipun apakah politisi akan memperhatikan saran mereka adalah masalah lain sepenuhnya. Ikan lain, seperti hiu, harus dipelajari untuk membantu upaya konservasi. Masih banyak yang belum diketahui tentang spesies yang paling umum sekalipun.
Invertebrata -- Zoologi Invertebrata
Mempelajari invertebrata laut -- hewan tanpa tulang punggung -- tidak berarti menghitung teritip sepanjang hari. Zoologi invertebrata adalah bidang yang sangat luas, mencakup makhluk laut mulai dari cumi-cumi raksasa hingga kerang. Ini termasuk spesies makanan penting, seperti lobster dan kepiting, hewan yang penting secara ekologis, seperti karang pembentuk terumbu, hama, seperti bintang laut mahkota duri di tempat yang salah, dan hewan yang sangat sulit ditangkap, seperti vampir yang tinggal di dalam cumi-cumi. Beberapa invertebrata laut sangat cerdas; misalnya, gurita diketahui menggunakan alat. Invertebrata lainnya, seperti siput laut yang penuh hiasan dan berwarna cerah, sangat cantik.
Mamalia -- Zoologi Mamalia
Studi tentang mamalia laut mungkin tampak sebagai spesialisasi yang paling menarik, dan ada banyak ruang untuk studi lebih lanjut. Ada kesenjangan besar dalam pengetahuan kita tentang paus, anjing laut, lumba-lumba, dan duyung, terlepas dari ukurannya. Para ilmuwan masih belum sepenuhnya yakin apa yang dilakukan narwhal dengan gadingnya. Selain minat intrinsik, ahli biologi kelautan dapat mempelajari hewan-hewan ini untuk menemukan cara melindungi mereka atau untuk menentukan dampaknya terhadap perikanan. Misalnya, baru-baru ini ditemukan bahwa paus dan bahkan mungkin anjing laut sebenarnya dapat mendukung populasi ikan dengan membawa air yang kaya nutrisi ke permukaan.