Meeresbiolog*innen arbeiten in internationalen Teams an der Erforschung des Meeres. Sie studieren z. B. die Wechselwirkungen zwischen atmosphärischen und ozeanografischen Kreisläufe, mit dem Einfluss von Meeresströmungen auf die Atmosphäre, die durch Aufnahme und Abgabe von Verdunstung stattfindet. Sie untersuchen das Meerwasser auf dessen chemische Zusammensetzung (Temperatur, Salzgehalt) und halten Verunreinigungen und Verschmutzungen fest.
Ein wichtiger Forschungszweig ist heute die Beobachtung und Erforschung der Folgen des Klimawandels auf das "Ökosystem Meer". Erderwärmung, Polarkappenschmelze, Meeresverschmutzung usw. wirken sich erheblich auf Meeresspiegel, Temperatur und den Verlauf von Meeresströmungen aus, was wiederum globale Folgen wie Stürme, Unwetter, Hurricanes usw. nach sich zieht.
Traditionell wichtige Gebiete der Meeresbiologie sind die Meereszoologie (die Erforschung von maritimen Lebewesen) und die Erforschung von Meerespflanzen. In diesem Zusammenhang spielt z. B. die Erforschung der pharmazeutischen Wirkung und möglichen Anwendung von Substanzen und Wirkstoffen aus Meerespflanzen in Medikamenten eine zunehmende Rolle oder auch die mögliche Nutzung von Meerespflanzen als Nahrungsmittel.
Meeresbiolog*innen studieren außerdem die Entwicklung der Gezeiten (Ebbe und Flut) und erstellen Gezeitenkarten, Stromatlanten und Routenkarten für die internationale Schifffahrt. Sie wirken außerdem an der Erforschung der geologischen Beschaffenheiten des Meeresbodens mit, vermessen Unterwassergräben und Unterwassergebirge mittels Echolot- und Satellitentechnologie und stellen aus den gewonnenen Daten ozeanografische Karten her. Dadurch arbeiten sie auch an der Erforschung und Erschließung von Unterwasserrohstoffvorkommen wie Erdöl oder Erdgas mit.
