Mariene biologie is een tak van de biologie die zich bezighoudt met de bestudering van leven in de zee. Het is een brede wetenschap die verschillende deelgebieden kent, waarin men onder meer onderzoek doet naar de structuur, de fysiologie, de ecologie, evolutie en classificatie van verschillende organismen in het mariene milieu.De oceaan is een complexe, driedimensionale wereld die ongeveer 71% van het aardoppervlak beslaat. De zee kent vele habitats die bewoond worden door uiteenlopende levensvormen, en mariene biologen proberen deze biodiversiteit functioneel te beschrijven en hun relaties tot elkaar en het milieu te begrijpen. Voorbeelden van mariene omgevingen waar relatief veel leven voorkomt zijn estuaria, koraalriffen, kelpwouden, diepgelegen onderzeese bergen en hydrothermale bronnen. Sommige van deze leefomgevingen zijn door hun onbereikbaarheid nog nauwelijks onderzocht.
De zee levert de mens voedsel, grondstoffen, natuurproducten en vele andere natuurlijke hulpbronnen. Mariene organismen spelen een fundamentele rol in de instandhouding van het leven op aarde. Zeewieren, fytoplankton en blauwalgen dragen bijvoorbeeld in belangrijke mate bij aan de kringloop van zuurstof en koolstof door het systeem Aarde, en hebben een essentiële regulerende rol op het wereldwijde klimaat. Kustlijnen worden gedeeltelijk gevormd en beschermd door het leven in zee, en sommige mariene organismen zijn zelfs betrokken bij het aanleggen van nieuw land.
