I virus sono l'entità biologica più abbondante negli ambienti acquatici; un cucchiaino di acqua di mare contiene circa dieci milioni di virus, e sono essenziali per la regolazione degli ecosistemi di acqua salata e di acqua dolce. La maggior parte sono batteriofagi, che sono innocui per piante e animali. Infettano e distruggono i batteri delle comunità microbiche acquatiche e questo è il più importante meccanismo di riciclaggio del carbonio nell'ambiente marino. Le molecole organiche rilasciate dalle cellule batteriche dai virus stimolano la crescita di batteri e alghe fresche. I microrganismi costituiscono oltre il 90% della biomassa del mare. Si stima che i virus uccidano circa il 20% di questa biomassa ogni giorno e che ci siano quindici volte più virus negli oceani di quanti siano i batteri e gli archei. Sono i principali responsabili della rapida distruzione delle nocive fioriture algali, che spesso uccidono altre forme di vita marina. Il numero di virus negli oceani diminuisce più al largo e più in profondità nell'acqua, dove ci sono meno organismi ospiti.