الأحياء البحرية الخلوية هي الكائنات الحية التي تعيش في الجزء العلوي من المياه البحرية حيث يصلها الضوء الشمسي والتي تتغذى على الأحياء الدقيقة والعوالق الحيوانية والنباتية في الماء. وتشمل الأحياء البحرية الخلوية أنواعاً كالطحالب الدقيقة والفيروسات والبكتيريا والدياتومات والدينوفلاجيلات والسيانوبكتيريا.
تلعب الأحياء البحرية الخلوية أدواراً حيوية في البيئة البحرية، حيث تتركز في الجزء السطحي من الماء وتساعد في تثبيث الكربون وتحويله إلى الكتل الحيوية العضوية وتعمل على تقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، كما توفر الطاقة لأنواعٍ أخرى من الكائنات الحية بما في ذلك الحيتان والدلافين والأسماك، وتدعم أيضاً التنوع الحيوي في البحار. علاوة على ذلك، تعد الأحياء البحرية الخلوية مصدراً للعديد من المركبات الحيوية النشطة التي تستخدم في الصناعات الدوائية والغذائية والزراعية، مثل فيتامينات ومواد أخرى ضرورية للحياة.
