Diferente de muitas espécies terrestres, a maioria das formas de vida aquática é muito sensível a pequenas mudanças em seu habitat. Elas requerem condições precisas de vida para prosperar. Fatores abióticos, ou fatores "não vivos", podem afetar a qualidade de um ecossistema marinho de muitas maneiras. Até ajustes minúsculos nesses fatores podem determinar os organismos que vivem na região.
Organismos marinhos requerem temperaturas específicas em seu ambiente. A maioria tolera apenas alguns graus de variabilidade de cada lado dessa temperatura. Poluição térmica de fábricas, geradores ou mudança climática global pode tornar certos corpos d'água inabitáveis para espécies sensíveis. Por exemplo, um aumento de apenas um ou dois graus na temperatura dos oceanos poderia causar branqueamento e morte de recifes de coral mundialmente. Uma mudança para águas mais frias pode ter efeitos semelhantes em criaturas aquáticas.
Ecossistemas marinhos são frequentemente definidos pela salinidade de sua água. Algumas espécies sobrevivem apenas em água doce, enquanto outras preferem águas extremamente salgadas ou "supersalinas". Muitos organismos favorecem um equilíbrio entre as duas, ocupando águas salobras onde riachos ou rios encontram oceanos, golfos ou mares. A maioria das espécies de água doce não tolera água salgada, e a maioria das espécies de água salgada não suporta água doce. Organismos vivendo em um ecossistema particular só suportam uma variação de poucas partes por milhão (ppm) na salinidade.
Outro fator abiótico que tende a afetar ecossistemas marinhos exclusivamente é o nível de pH do corpo d'água. O nível de pH mede quão ácida ou básica uma substância é. Nos últimos anos, níveis de pH têm caído em lagos, riachos e oceanos mundialmente devido ao aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera. Isso corresponde a mais ácido carbônico nas águas da Terra e chuva ácida do dióxido de enxofre emitido por fábricas e indústrias.
Em muitos corpos d'água, múltiplos ecossistemas diferentes podem existir uns sobre os outros, em profundidades variadas. Como a luz só pode penetrar até certo ponto na água, quanto mais profunda, menos luz atinge os organismos que vivem lá. Algumas espécies de plantas aquáticas preferem mais luz, enquanto outras toleram menos, assim como espécies terrestres. As plantas que sobrevivem em cada nível por sua vez afetam outros organismos que vivem ali.