海洋中有自養和異養、光能和化能、好氧和厭氧、寄生和腐生以及浮游和附著等型別的細菌。幾乎所有已知生理類群的細菌都可在海洋環境中找到。最常見的有：假單胞菌屬、弧菌屬、無色桿菌屬、黃桿菌屬、螺菌屬、微球菌屬、八疊球菌屬、芽孢桿菌屬、捧桿菌屬、枝動菌屬、諾卡氏菌屬和鏈黴菌屬等十多個屬。

在海水中，革蘭氏陰性桿菌佔優勢；在遠洋沉積物中，則革蘭氏陽性細菌居多；在大陸架沉積物中，芽孢桿菌屬最為常見。

海洋細菌在海洋中分佈廣、數量多，是海洋微生物中最重要的成員，其數量分佈特點是，近海區的細菌密度較遠洋區大，尤以內灣和河口區最大。每毫升近岸海水中一般可分離到102～103個細菌菌落，有時超過105個；而在每毫升深海海水中，有時卻分離不出一個細菌菌落。

表層海水和水底泥介面處的細菌密度較深層水大，底泥中的細菌密度一般較海水中大，泥士底質中的細菌密度一般離於沙士底質。在每克底泥中細菌數量為102～105個，高的可達到106個以上。在海洋調查中，有時發現某水層的細菌數量劇增，出現不均勻的微分佈現象。這種現象主要是由於海水中可供細菌利用的有機物質分佈小均勻所引起，一般在赤潮之後常伴隨著細菌數量的劇增。