海水魚は陸に近い沿岸・河口域から遠く離れた外洋、生物量の豊富な藻場・サンゴ礁から岩礁・砂泥地帯にかけて、赤道直下の熱帯域から氷点下の南極海、さらには太陽光に恵まれた表層から暗黒の深海に至るまで、あらゆる海水環境にその分布を広げている[3]。成長段階に応じて、または環境や餌生物の季節変動に伴って、それらの間を回遊するものも数多い。スズキ目・カサゴ目の魚類は沿岸域で特に数が多く、大陸棚にかけての海底にはカレイ目・タラ目など水産上重要な分類群が分布している。外洋の海水魚は種類が少なく、ニシン目・ダツ目およびアジ科・サバ科（いずれもスズキ目）の仲間が多い。
隔絶した環境になりやすい淡水域と異なり、海はひとつながりの水圏を構成している。しかし、水温や水圧、塩分濃度などの化学的・物理学的性質によって実際にはいくつかの水塊に分割され、海水魚の分布様式にも影響を与えている[5]。餌生物の供給量も重要な要素で、生産性の高い沿岸のサンゴ礁や藻場には種類の豊富な魚類相が形成される一方、栄養供給の少ない外洋における魚種は乏しく、特定の種による大きな群れが作られる傾向がある。
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南北に細長い日本列島周辺の海底地形は極めて複雑で、多様な生息環境を数多くの亜寒帯性・温帯性・亜熱帯性海水魚に提供している。また、太平洋岸の沖合でぶつかり合う二つの海流（親潮と黒潮）は、外洋から多数の回遊魚を迎え入れるとともに、寒帯および熱帯域に住む海水魚の流入をもたらしている。