海洋中細菌的作用非常復雜。海洋中的細菌不僅能分解各種動植物屍體、糞便和其他有機顆粒，把有機物分解成無機物，本身還能利用自己“制造”的無機物再生產出各種有機物。壹些細菌能夠進行光合作用，如藍細菌。
微囊藍菌屬
海洋生態系統中微型生物食物環中攝食者和被攝食者的個體大小有壹定比例。通常攝食者只能攝取大約為自身大小的1/10的生物。細菌是許多動物的直接食物。它們能被很多微型浮遊動物如鞭毛蟲捕食，而鞭毛蟲又被個體較大的原生動物（主要是纖毛蟲）捕食，纖毛蟲呢，又是水蚤、箭蟲等中型浮遊動物的重要食物，從而使得中型浮遊動物進入了後生食物網。這壹食物關系稱為“微型生物食物環”。
微型生物食物環與經典食物鏈之間有著密切的關系。