海洋浮游动物种类繁多，结构复杂，包括无脊椎动物的大部分门类，如原生动物、腔肠动物（各类水母）、轮虫动物、甲壳动物、腹足类软体动物（翼足类和异足类）、毛颚动物、低等脊索动物（浮游有尾类和海樽类）以及各类动物的浮性卵和浮游幼体等，其中以甲壳动物，尤其是桡足类最为重要。还有一类浮游单细胞生物兼有植物和动物的基本特征（具能动的鞭毛，兼备自养和异养的能力），植物学家把它列为甲藻门鞭毛藻类，动物学家把它归入原生动物鞭毛虫纲。
海洋原生动物
海洋原生动物是指体型微小的单细胞（包括由单细胞聚集成的群体）海洋动物。原生动物是动物界最原始、最低等的动物。其个体最小的约1微米，最大的为数厘米，一般都十分微小，需借助显微镜才能看见。单细胞个体的原生质中通常具有细胞核和食物泡，有的种类具有纤毛或鞭毛。“原生动物”一词由Protos（意为原始的）和zoon（指动物）组合而成，最初由G.A.哥尔德富斯于1817年提出，1845年德国C.T.E.von 阿博尔德首先对其下了确切的定义。
海洋原生动物分布广泛，从赤道热带海域到两极寒冷水域都有分布。大多数原生动物属于大洋性浮游生物，集中在食物丰富的海洋表层至水深100米处；也有很多底栖种类。海洋原生动物多数营自由生活，少数为寄生生活，在不利环境下一般会形成孢囊。
海洋原生动物的主要类群为有孔虫、放射虫、腰鞭毛虫、丁丁虫和硅质鞭毛虫。
海洋腔肠动物
海洋腔肠动物是真后生动物的开始，是动物进化过程中的主干，而多孔动物只是一个侧枝。海洋腔肠动物约有10000种，绝大多数生活在海洋中，淡水中的种类很少。腔肠动物的身体呈辐射对称，这在动物演化上是个进步。但这种对称体形的动物只有上下之别，无前后左右的区分，难以快速定向运动，也不能爬行。腔肠动物营固着生活或漂浮生活。它体型各异，但基本上有两种体型，即适于固着的柱状形体，称水螅型；适于漂浮的伞状形体，称水母型，此二型常是一种动物生活史中的两个不同阶段。水螅型个体以出芽生殖产生水母型个体，水母型个体以有性生殖产生水螅型个体，此称世代交替。
腔肠动物身体由外胚层和内胚层两个胚层构成，在二胚层中间有一层非细胞结构的中胶。内胚层围成的腔，食物在其中消化，称胃循环腔，此腔有口无肛门，不能消化的食物残渣，仍由口排出。腔肠动物已分化出简单的组织，但没有特化成器官，外胚层和内胚层形成上皮，细胞间已有分化，神经组织和肌肉组织处在发育的低级阶段。神经组织由分散在外胚层基部的神经细胞构成，细胞具突起，互相形成神经网。内、外胚层的一些细胞的基部分化形成肌原纤维，称皮肌细胞，这就是原始的肌肉组织，与上皮没有分开。也有一些细胞能接受刺激，为感觉细胞。还有的细胞可分泌消化酶或黏液，称腺细胞。腔肠动物摄入的食物先进行细胞外消化，分解成微粒，再由皮肌细胞吞入，进行细胞内消化，将养分吸收。
这种细胞外还具有一种结构复杂的刺细胞，此细胞内具一小囊，囊内有细管状的刺丝，此囊称刺丝囊，遇刺激时，刺丝可放出，并能分泌出毒液，麻痹或毒死捕获物，为此，腔肠动物又称刺胞动物。刺细胞为腔肠动物所特有。
腔肠动物具无性生殖和有性生殖两种生殖方式。出芽是无性生殖的普通形式，有的还可以纵分裂或横分裂；有性生殖是精卵结合，发育过程中经过一个体被纤毛，可以游泳的浮浪幼虫期，再发育为成体。
有些腔肠动物能分泌坚实的石灰质或角质的骨骼。
具有石灰质骨骼的种类死后，其遗留下来的骨骼可形成海洋中的岛屿，我国的西沙群岛和南沙群岛均为腔肠动物的石灰质骨骼构成。
珊瑚
曾经有多个世纪的时间，人们一直以为珊瑚是一种海洋植物。因为美丽的珊瑚礁看起来的确极像一个奇异动人的花园。它的颜色鲜艳明亮，样子又与灌木丛一般，上面甚至还有黑蛞蝓和蜗牛在寄居。直到17世纪中期，法国生物学家佩桑内尔经历了长达10年时间的研究，才敢把他的发现——珊瑚其实是一种海洋动物公诸于世。记载他这一发现的书籍，于1752年出版。
珊瑚大多生于热带及亚热带接近陆地的海洋中，属于无脊椎腔肠动物。珊瑚的枝状体的表面附有连续之肉，肉上多敷水螅体，称为珊瑚虫，内部由石灰质或角质构成骨骼。珊瑚虫为圆筒状，有触手八枚或多枚，触手中央有口，口与内腔中的管状食道相接，珊瑚虫通过这些管道进食、呼吸和排泄废物。珊瑚像水母、海葵一样，通过带有螫细胞的触手捕食，而海洋中的浮游生物及细小的生物，便成了它们的食物。
珊瑚的种类有许多，但所有珊瑚礁的基本构成部分是造礁珊瑚，或称为硬珊瑚水螅。它们的骨骼就像一只细小的杯，包含食道和触手。当水螅死亡，并由新生的水螅替代，遗留下来的骨骼就形成了今日的珊瑚礁。
不过，珊瑚礁也不仅仅是动物新陈代谢的产品。事实上，硬珊瑚的身体有一半以上是由植物质组成的。要不是这样的话，硬珊瑚便不能产生石灰石，甚至不能生存。经研究发现，在每个硬珊瑚的组织内，都栖生着一种极微细的虫黄藻。这些活生生的密集的虫黄藻利用太阳能源进行光合作用，将海水化成氧气和碳水化合物，而珊瑚则以虫黄藻释放出的这些氧气及碳水化合物作为食粮。虫黄藻在此化学作用中，活跃地引导珊瑚制造石灰石。虫黄藻因附着在珊瑚上，不仅获得了一个稳定和受保护的环境，而且消耗了珊瑚所排泄出的二氧化碳和其他废物。因此，珊瑚和虫黄藻，谁缺了谁都不能生存。
两者之间的共生关系是所有珊瑚生命的基础。
珊瑚属腔肠动物门花虫纲，珊瑚是由珊瑚虫组成的一簇簇不定型的群体结构，珊瑚虫各自固定在一个石灰质的“体房”中。珊瑚虫是终生水螅型，只有幼虫可以自由游动，发育成熟后则固定在海底。水螅型分为基部、体部和末端的触手部，基部一般略扩大为圆形；体部大多数为圆柱形，触手部的触手是其捕食器官，上面有刺胞，能刺入微小的动物体内，麻醉或杀死猎物，然后用触手部的口吞入腔肠内。
造礁珊瑚是典型的热带海洋动物（我国有200种），只能生活在水温18℃以上的海水中。珊瑚虫以无性和有性繁殖方式大量繁殖后代，正是由于珊瑚虫几亿年来衍生不绝，深层的死了，上层的继续生长，钙质越积越多，并与其他造礁动植物一起，经过地壳变迁便形成了全球温热带海洋中那星罗棋布、蔚为壮观的珊瑚礁和珊瑚岛，如我国的南海诸岛及澳大利亚大堡礁就是由造礁珊瑚和其他造礁动植物营造的。
珊瑚在海洋里由于珊瑚虫及虫黄藻具有颜色，其体部和触手部显得五彩缤纷，赤、橙、红、绿、青、蓝、紫，各色都有。然而，人们通常所见列的珊瑚骨骼则是由于珊瑚虫死后，经过淡水冲刷之后而形成的珊瑚骨骼，有形如鹿角的鹿角珊瑚，有形如树枝状的柳珊瑚，有形如蜂巢的蜂巢珊瑚，有形如人脑回旋部表面的脑珊瑚，还有形如蘑菇状的石芝珊瑚。它们洁白如玉，令人爱不释手。
造礁珊瑚所需要的特殊的生活。环境和栖息条件大大限制了珊瑚礁在全球的地理分布。海洋虽然广阔而浩瀚，但适合造礁珊瑚生长的水域相对来说却是很有限的。
在现代海洋中，珊瑚礁仅分布在北纬32°与南纬32°之间的地区。
在过去，人们多见珊瑚只用来烧制石灰，做建筑材料之用；可现在，珊瑚还可作为美丽的工艺品。红珊瑚无论是用作装饰品还是摆设，都可与金、铂、珍珠以及翡翠相媲美，价格极为昂贵，被称为“珠宝珊瑚”。世界上最大的一株红珊瑚是1980年在台湾北部宜兰龟山岛附近海底采得的，这株“珊瑚王”呈桃红色，有5个主干枝，高125厘米，重75千克，陈列在台北市林森北路的一家珊瑚公司里，价值500万美元，有2万年的“树龄”，被列为稀世珍宝。1989年粉红色珊瑚的商业价值为每千克超过6000美元。
黑珊瑚也是价值与黄金相当的稀世之宝。经切割、打磨和抛光等工艺程序制成的黑珊瑚项链、手链和耳环等乌黑蹭亮，价值昂贵。
另外，有学者从软珊瑚和柳珊瑚的有机组织中提取出活性物，可成为抗癌、抗肿瘤和治心血管病等的新药。
海蜇
海蜇的营养十分丰富，不但含有丰富的蛋白质、脂肪和维生素，还含有丰富的矿物质，无论在生化结构方面，还是在人体吸收方面，它都有独到之处。沿海渔民常用它来治病，盛夏时期渔民极易感染肠炎，适当吃点鲜海蜇就会治愈。把海蜇切成细条条，放在糖水里浸泡除去盐渍，再加点芝麻、香菜调味，夏天吃上一碗，干渴烦闷顿时就会消失。
关于海蜇，古籍上有不少记载，较为详细的是李时珍的《本草纲目》一书：海蜇“大者如床，小者如斗，无眼目腹胃，以虾为目，虾动蛇沉”。表面上看，它形如伞状，色略呈浅红，体盘下有一柄，下端开口，边缘生着许多触手，随波逐流，宛如俏丽女郎，肩披金发，身着纱裙，婆娑多姿。