微生物是地球上最早的“居民”，具有食量大、食谱广、繁殖快、抗性高等特性。无论是繁华的现代城市、富饶的广阔田野，还是人迹罕至的高山之巅、辽阔的海洋深处，到处都有它们的踪迹。人们很早就知道海洋中有细菌存在，海洋生物学家对海洋微生物进行了深入系统的研究，特别是对其代谢作用的研究，进一步揭示了微生物王国的奥秘。
海洋微生物主要由海洋真菌和海洋细菌组成。海洋细菌是只能在海洋中生长、繁殖，不含叶绿素和藻蓝素的海洋原核单细胞生物，在海洋微生物中是数量最大、分布最广的微生物。它们个体直径一般在1微米以下，形状有球状、杆状、螺旋状或分枝丝状，具有坚韧的细胞壁，无真核。海洋中有自养和异养、光能和化能、好氧和厌氧、寄生和腐生，以及浮游和附着等类型的细菌。真菌是一类具有真核结构、能形成孢子、营腐生或寄生生活的海洋生物。海洋真菌不到500种，仅相当于陆地真菌种数的1%。现知的深海真菌只有5种，采集样品的最大水深为5315米。
海洋微生物是以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物。但由于学科传统及研究方法的不同，本文不介绍单细胞藻类，而只讨论细菌、真菌及噬菌体等狭义微生物学的对象。
海洋细菌是海洋生态系统中的重要环节。海洋细菌分布广、数量多，在海洋生态系统中起着特殊的作用。海洋中细菌数量分布的规律是：近海区的细菌密度较大洋大，内湾与河口内密度尤大表层水和水底泥界面处细菌密度较深层水大，一般底泥中较海水中大不同类型的底质间细菌密度差异悬殊，一般泥土中高于沙土。
大洋海水中细菌密度较小，每毫升海水中有时分离不出1个细菌菌落，因此必须采用薄膜过滤法:将一定体积的海水样品用孔径0.2微米的薄膜过滤，使样品中的细菌聚集在薄膜上，再采用直接显微计数法或培养法计数。
大洋海水中细菌密度一般为每40毫升几个至几十个。
