Органический мир Черного моря очень своеобразен. Здесь водятся рыбы, ранее населявшие понтическое море-озеро, — понтические реликты, к которым относятся белуга, осетр, севрюга, тюлька, некоторые виды бычков и др. Есть рыбы, которые в холодные эпохи прошлого спустились из умеренных широт Атлантического океана к югу, проникли в Средиземное море, а из него в Черное. Представителями этой так называемой бореально-атлантической группы рыб являются шпроты, лосось, камбала-глосса, акула-катран, скат-морская лисица. Встречаются, хотя редко, и представители арктической фауны — тюлени.

 Наиболее многочисленны и разнообразны рыбы средиземноморской фауны: кефаль, скумбрия, ставрида, барабуля, пеламида, морской окунь, морской карась, камбала, скат-морской кот. Живут и маленькие рыбки: морская игла, морской конек, колюшка. Два вида средиземноморских рыб ядовиты. Это морской ерш (скорпена) и морской дракон. У ерша у основания второго луча спинного плавника имеется железа, вырабатывающая ядовитую жидкость, которая вызывает болезненный воспалительный процесс. Большим и дерзким хищником является меч-рыба, в состоянии раздражения она нападает не только на рыбацкие шаланды, но даже и на проходящие корабли.

Из млекопитающих распространены дельфины. В Черном море обитают три вида: белобочка, пыхтун и афалина. Дельфины дышат легкими. Для смены воздуха в легких они через короткие промежутки времени выпрыгивают из воды. Как показали исследования, эти животные обладают высокоразвитой центральной нервной системой, поэтому представляют большой интерес для науки. Промысел их запрещен.
Довольно разнообразна и флора Черного моря. Здесь много водорослей. Среди них — ульва, цистозира, лауренция и филлофора. Из филлофоры добывают агар-агар — студенистое вещество, имеющее большое практическое значение. Из планктонных организмов интересны простейшие — ночесветки, вызывающие в осеннюю пору, в период своего массового развития, свечение воды.