黃海的生物區系屬於北太平洋區東亞亞區，為暖溫帶性，其中以溫帶種佔優勢，但也有一定數量的暖水種成分。海洋游泳動物中魚類佔主要地位，共約 300種。主要經濟魚類有小黃魚、帶魚、鮐魚、鮁魚、黃姑魚、鰳魚、太平洋鯡魚、鯧魚、鱈魚等。

黃海的生物區系屬於北太平洋區東亞亞區，為暖溫帶性，其中以溫帶種佔優勢，但也有一定數量的暖水種成分。海洋游泳動物中魚類佔主要地位，共約 300種。主要經濟魚類有小黃魚、帶魚、鮐魚、鮁魚、黃姑魚、鰳魚、太平洋鯡魚、鯧魚、鱈魚等。此外，還有金烏賊、槍烏賊等頭足類和鯨類中的小鰮鯨、長鬚鯨和虎鯨。浮游生物，以溫帶種佔優勢。其數量一年內出現春、秋兩次高峰。海區東南部，夏、秋兩季有熱帶種滲入，帶有北太平洋暖溫帶區系和印度——西太平洋熱帶區系的雙重性質。熱帶種是外來的，並具有顯著的季節變化，基本上仍以暖溫帶浮游生物為主，多為廣溫性低鹽種，種數由北向南逐漸增多。最主要的浮游生物資源是中國毛蝦、太平洋磷蝦和海蜇等。在黃海沿岸淺水區，底棲動物在數量上佔優勢的主要是廣溫性低鹽種，基本上屬於印度——西太平洋區系的暖水性成分。但在黃海冷水團所處的深水區域，則為以北方真蛇尾為代表的北溫帶冷水種群落所盤踞。因此，從整個海區來看，底棲動物區系具有較明顯的暖溫帶特點。底棲動物資源十分豐富，可供食用的種類，最重要的是軟體動物和甲殼類。經濟貝類資源主要有牡蠣、貽貝、蚶、蛤、扇貝和鮑等。經濟蝦、蟹資源有對蝦（中國對蝦）、鷹爪蝦、新對蝦、褐蝦和三疣梭子蟹。棘皮動物刺參的產量也較大。黃海的底棲植物可劃分為東、西兩部分，也以暖溫帶種為主。西部冬、春季出現個別亞寒帶優勢種；夏、秋季還出現一些熱帶性優勢種。底棲植物資源主要是海帶、紫菜和石花菜等。