Sinh vật phân hủy trong hệ sinh thái dưới nước là các sinh vật giống động vật được gọi là nguyên sinh vật, nấm và vi khuẩn. Được gọi là sinh vật thực dưỡng, những sinh vật này phân hủy chất chết từ thực vật và động vật cấp cao hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tái sinh sự xâm nhập của các chất dinh dưỡng vào hệ sinh thái dưới dạng chất dinh dưỡng thô và khí cacbonic.
Trong hệ sinh thái dưới nước, thực vật và động vật để lại những chất dinh dưỡng quý giá khi chúng chết đi. Các chất dinh dưỡng này là nguồn năng lượng quan trọng cho toàn bộ hệ sinh thái. Để hệ sinh thái luôn khỏe mạnh, năng lượng có trong chất hữu cơ chết, được gọi là mảnh vụn, phải được tái hấp thu. Quá trình phân hủy bắt đầu bởi những loài ăn xác thối được gọi là động vật ăn thịt, chúng ăn các chất hữu cơ dễ tiêu thụ. Các sinh vật nguyên sinh, nấm và vi khuẩn sau đó hoàn thành quá trình phân hủy bằng cách phá vỡ các vật liệu khó tiêu hóa hơn, chẳng hạn như xương.
Các sinh vật phân hủy cuối cùng sẽ phân hủy mọi thứ chúng tiêu thụ thành các chất dinh dưỡng cơ bản và carbon dioxide. Các chất dinh dưỡng thô, chẳng hạn như magiê, nitơ và phốt pho, được thải trở lại hệ sinh thái ở dạng mà các nhà sản xuất như vi khuẩn tổng hợp hóa học ở đại dương có thể tồn tại. Đến lượt mình, những vi khuẩn này lại là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho các sinh vật như trai và trai. Các chất dinh dưỡng do sinh vật phân hủy hoại sinh tiết ra cũng giúp sinh vật phù du nở hoa, điều này rất quan trọng đối với sự tồn tại của các loài động vật có vú lớn ở đại dương như cá voi.
