Οι φάλαινες και τα γιγαντιαία καλαμάρια δεν είναι οι πραγματικοί γίγαντες του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Ως σύνολο, οι θαλάσσιοι μικροοργανισμοί υπερτερούν κατά κράτος. Σύμφωνα με δεκαετή μελέτη της θαλάσσιας ζωής, της οποίας ανακοινώθηκαν προς το παρόν μόνο τα προκαταρκτικά αποτελέσματα, οι μικροοργανισμοί αποτελούν τουλάχιστον το μισό, ενδεχομένως μέχρι και το 90% της συνολικής θαλάσσιας βιομάζας.

Η εκτίμηση προέρχεται από την ανάλυση DNA μεγάλης διεκπεραιωτικής ικανότητας, που έδειξε ότι ίσως να υπάρχουν 100 φορές περισσότερα γένη μικροβίων μέσα στη θάλασσα, απ' όσα θεωρούσαμε μέχρι πρότινος ότι υπήρχαν. Η αύξηση του αριθμού των γενών και των ειδών αυξάνει την εκτίμηση και για το συνολικό αριθμό των μικροοργανισμών. Ενα λίτρο θαλασσινού νερού που πρώτα εκτιμούσαμε ότι περιέχει 100.000 μικροοργανισμούς, ίσως να περιέχει περισσότερους από ένα δισεκατομμύριο, υποστηρίζουν οι ερευνητές που συμμετείχαν στη μελέτη.

Σε πολλές περιπτώσεις αυτή η μικροσκοπική ζωή μπορεί να συνενωθεί σε μεγάλες μάζες, όπως το ζωντανό «χαλί» σε μέγεθος ανάλογο με την έκταση της Ελλάδας, που ανακαλύφθηκε ανοιχτά της ακτογραμμής της Νότιας Αμερικής από τη μεριά του Ειρηνικού Ωκεανού.

Παρά το μικρό τους μέγεθος, αυτές οι μορφές ζωής παίζουν σημαντικό ρόλο στο κλίμα του πλανήτη. Συμμετέχουν καθοριστικά στην απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα και τη μετατροπή του σε μορφή αξιοποιήσιμη από ανώτερες μορφές ζωής, οξυγονώνουν τα ωκεάνια ιζήματα και ανακυκλώνουν τα θρεπτικά στοιχεία που υπάρχουν στο θαλασσινό νερό.