近二三十年來，由於近海漁業資源的過度捕撈，已經導致很多傳統經濟魚類資源衰退、漁業資源結構發生了很大變化。人們逐漸發現，隻進行單品種魚類資源管理，往往難以達到預期的管理效果，而隻有將魚類作為整個海洋生態係統中的一個組成部分，研究同一海域多種魚的相互關係及其數量變動，並采取相應地嚴格管理措施，才能增加產量和提高經濟效益。而很多海洋生物（尤其是魚類）具有洄遊習性，隻有通過國際間協調、綜合管理海洋生物資源，才可能收到真正的管理效果。大海洋生態係統的概念就是在以上兩個背景基礎上形成的。
大海洋生態係統的概念最初是由美國海洋大氣局和羅德島大學的研究人員等在 20世紀 80年代提出的。作為大海洋生態係統，應符合以下條件：第一，大海洋生態係統的麵積一般要在 20萬平方千米以上；第二，具有獨特的海底深度、海洋學特征和生產力特征；第三，生物種群具有適宜的繁殖、生長和營養（食物鏈）的依賴關係，組成一個自我發展的循環係統；第四，對汙染、人類捕撈和環境條件等因素的壓力具有相同的影響和作用。
目前，全球範圍內劃定的大海洋生態係統共 64個，在水深、海洋學、生產力和海洋生物類群等方麵各具有其獨特性。毗鄰我國的黃海、東海和南海都被列入 64個大海洋生態係統之中。雖然大海洋生態係統支撐著世界海洋漁業總產量的95％，但是也是受人類活動幹擾最嚴重的海域。目前，大海洋生態區麵臨的主要威脅仍舊是各種汙染、過度捕撈、對棲息地的改變和破壞。
島嶼生態係統具有明顯的海域隔離特征，有別於典型的陸地生態係統，特點主要有：第一，明顯的海洋邊界及不連續的地理分布；第二，海域隔離降低了島嶼間的有效基因流；第三，不同島嶼間具有異質化的生境條件；第四，海洋島嶼麵積相對狹小；第五，火山和侵蝕活動等隨機事件致使島嶼在長期的地質過程中處於動態變化中。
生物學家們常把島嶼作為研究生物地理學與進化生物學的天然實驗室或微宇宙。這是因為，島嶼與大陸隔離，它們的動物種群和植物種群的進化都發生在相對封閉的環境中，可以免受其他物種在大陸所麵臨的殘酷競爭，並朝著特殊的方向進化。許多偏僻的島嶼上都擁有一些世界上最奇特的植物，甚至未曾在其他地區被發現。這些物種因其具有地理隔離、種群邊界清晰、分布範圍狹窄及種群規模較小等特點，成為物種分化、起源研究的模式種。相應的，隨著島嶼生態學及生物多樣性研究的不斷深入，島嶼生態係統被視為模式生態係統。
海底生態係統又稱深海生態係統，是指在海底黑暗、低溫（或高溫）和高壓等極端環境下，以化學能和地熱能為基礎而存在的特殊生態係統。深海通常是指水深在 1000米以下的海洋，這裏缺乏陽光，靜水壓力高，溫度低至 1℃、高達 35℃，高光合作用的植物以及相應的高營養級動物在如此惡劣的環境條件下根本無法生存，因此，長期以來深海一直被認為是沒有生機的“荒蕪沙漠”。然而，海底的生命遠比我們的想象豐富得多。1977～ 1979年，美國研究人員利用“阿爾文”號深潛器最早對加拉帕戈斯群島附近 2500米深的海底熱泉進行調查，在其周圍發現了完全不依賴光合作用而生存的深海生物群落，包括 10個門 500多個種屬，構成一個五彩繽紛、生機勃勃的複雜生態係統。與我們經常看到的水生生態係統相似，這個生態係統中的能量和物質也能通過各種生物之間的取食和被食的關係而逐級傳遞，構成完整的海底食物鏈。
在億萬年的物競天擇過程中，深海生物雖然失去了許多與淺海生活相適應的結構特征，如色素退化（通體白色或粉紅色）、內髒可視、視覺係統退化等，但是同時具備了耐鹽性、耐低溫、耐高溫、耐高壓、高滲透性、觸覺發達、有固氨能力和清汙能力等特殊功能。特別是，深海生物的表皮多孔而有滲透性，海水可以直接滲透到機體內，使身體內外保持壓力平衡，因此，它們在 600個大氣壓（相當於6000米水深的壓力）下仍然能夠正常生活，這是大多數淺海生物難以達到的。生物學家們認為，深海生命是地球上最古老的生命形態，對它們的研究將為揭開地球上生命起源之謎提供更多證據。
海水富營養化指海水中生物生長所必要的營養元素氮和磷的濃度超過正常水平所引起的水質汙染現象。由於水體中氮、磷營養物質的積累，引起藻類及其他浮遊生物的迅速繁殖，使水體溶解氧含量下降，造成藻類、浮遊生物、植物和魚類衰亡甚至絕跡。自然情況下，海水很少發生富營養化，人為活動向近海海域大量輸送氮、磷是引發富營養化的主要原因。海水的富營養化往往發生在沿岸、河流入海口、海灣等受人類活動影響比較強烈而水體交換不良的地區。