Растительный мир моря включает в себя 270 видов многоклеточных зелёных, бурых, красных донных водорослей (цистозира, филлофора, зостера, кладофора, ульва, энтероморфа и др.) . В составе фитопланктона Чёрного моря — не менее шестисот видов. Среди них динофлагелляты — панцирные жгутиконосцы (Prorocentrum micans, Ceratium furca, маленькая скрипсиелла Scrippsiella trochoidea и др.) , динофлагелляты (динофизис, протоперидиниум, александриум) , различные диатомовые водоросли и др.
Фауна Чёрного моря заметно беднее, чем Средиземного, в частности, здесь нет морских звезд, морских ежей, морских лилий, осьминогов, каракатиц, кальмаров, кораллов. В Чёрном море обитает 2500 видов животных (из них 500 видов одноклеточных, 160 видов позвоночных — рыб и млекопитающих, 500 видов ракообразных, 200 видов моллюсков, остальное — беспозвоночные разных видов) , для сравнения, в Средиземном — около 9000 видов. Среди основных причин относительной бедности животного мира моря:
широкий диапазон солёности воды
умеренно холодная водаСреди опасных рыб Чёрного моря — морской дракончик (наиболее опасная — ядовиты колючки спинного плавника и жаберных крышек) , черноморская и заметная скорпены, скат-хвостокол (морской кот) с ядовитыми шипами на хвосте.
Из птиц распространены чайки, буревестники, утки-нырки, бакланы и ряд других видов. Млекопитающие представлены в Чёрном море двумя видами дельфинов (дельфином-белобочкой и афалиной) , азово-черноморской обыкновенной морской свиньёй (нередко называемой азовским дельфином) , а также белобрюхим тюленем.
Некоторые виды животных, не обитающие в Чёрном море, зачастую заносятся в него через проливы Босфор и Дарданеллы течением либо приплывают самостоятельно.
наличие сероводорода на больших глубинах.
В связи с этим Чёрное море подходит для обитания достаточно неприхотливых видов, на всех стадиях развития которых не требуются большие глубины.
На дне Чёрного моря обитают мидии, устрицы, пектен, а также моллюск-хищник рапана, занесённый с кораблями с Дальнего Востока. В расщелинах прибрежных скал и среди камней живут многочисленные крабы, имеются креветки, встречаются различные виды медуз (наиболее распространены корнерот и аурелия) , актинии, губки.
Среди рыб, водящихся в Чёрном море: различные виды бычков (бычок-головач, бычок-кнут, бычок-кругляк, бычок-мартовик, бычок-ротан) , азовская хамса, черноморская хамса (анчоус) , акула-катран, камбала-глосса, камбала-калкан, кефаль пяти видов, луфарь, мерлуза (хек) , морской ёрш, барабуля (обыкновенная черноморская султанка) , пикша, скумбрия, ставрида, черноморско-азовская сельдь, черноморско-азовская тюлька, сарган, морской конёк и др. Встречаются осетровые (белуга, севрюга, черноморско-азовский (русский) и атлантический осетры).