浮游生物在海洋生態系統中扮演著關鍵角色，以下是其作用的詳細介紹：
浮游植物。它們是自然水體中的初級生產者，能夠吸收水域中的營養素如氮、磷、鉀和二氧化碳，利用光能進行光合作用，從而大量繁殖並產生氧氣，這對於水域生態系統的健康運行至關重要。同時，它們也是魚類和其他經濟動物的重要餌料來源。
浮遊動物。它們主要通過攝食浮游植物和其他小型生物來影響或控制初級生產力，同時其種群動態變化可能影響許多魚類和其他動物資源的生物量。此外，它們本身也是漁業發展的重要組成部分，因為它們是中上層水域中魚類和其他經濟動物的重要餌料來源。
此外，浮游生物的分布與氣候有關，因此也可用作暖流、寒流指示動物。還有一些種類可作為水污染的指示生物，能夠反映水體的污染狀況。