中國管轄海域記錄到了20278種海洋生物。這些海洋生物隸屬於5個生物界、44個生物門。其中動物界的種類最多（12794種），原核生物界最少（229種）。中國海洋生物種類約佔世界海洋生物總種數的10％。

1、海洋哺乳動物，中國現有各種海獸39種。如：各種鯨類、海豚、海豹、海獅、儒艮等。2、海洋爬行動物，爬行動物是體被角質鱗片，在陸上繁殖的變溫動物。3、海洋鳥類，海洋鳥類的種類不多，在中國海共記錄了183種海鳥。如紅喉潛鳥、黑腳信天翁、海燕、小軍艦鳥、海雀、白鷺、海鷗等等。4、海洋魚類，魚類是脊椎動物中最低階的一個類群。在中國海域裡，目前已記錄到海洋魚類3023種，其中軟骨魚類237種、硬骨魚類2786種，約佔中國全部海洋生物種類的1／7。5、海洋節肢動物，目前，在中國海共記錄節肢動物4362種，約佔中國海全部海洋生物物種的1／5。如鱟、蝦類、蟹類等。6、海洋軟體動物，在中國海共記錄到各類軟體動物2557種，約佔中國海全部海洋生物種的1／8。如石鱉、貽貝、珍珠貝、扇貝、牡蠣、文蛤、烏賊、章魚等。7、海洋腔腸動物，腔腸動物因其特有刺細胞，故又被稱作為刺胞動物。目前，在中國海記錄到各種海洋腔腸動物，共計是1010種，它們分屬於腔腸動物門的三個綱。8、海洋植物，海洋植物可以簡單分為兩大類：低等的藻類植物和高等的種子植物。

中國海域生物種具有明顯的中國海域特色，具體表現在不僅有很多世界海洋生物物種，而且還儲存有許多在北半球其它海域早已滅絕的古老孑遺物種，和一些在進化上屬於原始以及孤立的類群。其中，屬於原始的物種有鸚鵡螺、中國鱟、柱頭蟲、文昌魚以及海豆芽和酸漿貝等；屬於孤立的類群也很豐富，僅魚類就有80種。