曾經，大部分病毒探索計劃的初衷在於尋找引起人類和動植物疾病的病原體。這使人們產生病毒總會導致疾病的印象，但基於分子技術的大規模環境基因組抽樣的研究結果表明，人們的認知與事實大相徑庭。現在我們已經清楚地認識到，種類繁多且複雜的病毒已在環境中形成了巨大的生物量，它們被形象地統稱為“病毒圈”。
微生物是目前地球上最豐富多樣的生命形式。其中，全球的細菌數量約為5×1030個，而病毒至少十倍於此——因而病毒才是地球上數量最多的微生物。實際上，全世界的病毒數量超過了所有其他形式生命的數量之和。病毒的多樣性同樣驚人，據估計，全球約有1億種病毒。它們無孔不入，侵入了任何被生物占據的生態位，包括海底熱泉、極地冰帽、鹽沼和酸性湖泊等最不適宜生存的區域。這些地方往往受到被稱為“嗜極微生物”的太古物種的青睞。感染古細菌和細菌的病毒被稱為噬菌體，部分噬菌體的結構類似於發射台上的火箭（見圖1）。
我們知道未經處理的天然水中含有大量病毒，病毒其實是海洋中最豐富多樣的生命形式。海洋覆蓋了地球表麵的71%，每升海水所含病毒數量多達100億個，所以全球海洋裏的病毒數量約為4×1030個——如果將它們排成一排，其長度可達1000萬光年。
盡管海洋微生物學的研究尚處於起步階段，但是機器人在不同水深定時采集的一係列樣本，以及大規模基因組分析使我們得以窺見這一水下生物群。並且有些線索表明病毒對維持地球上的生命具有重要作用。當然，也有許多海洋病毒會導致海洋動物患病，對商業和生態保護項目構成了實際威脅。這方麵的例子包括具有高度傳染性且致命的對蝦白斑綜合征病毒（它曾摧毀過世界各地的蝦場），以及威脅瀕危野生海龜種群的海龜**狀瘤病毒。有些病毒會在陸地和海洋之間傳播，從而導致洲際傳播，比如能感染海豹、海鳥和人類的流感病毒。最近的研究結果表明，海洋病毒對海洋環境同樣有潛在影響，而我們對生態、進化和地球化學循環的認知也深受病毒影響。浮遊生物構成了海洋中的漂浮種群，由病毒、細菌、古細菌和真核生物等微小生物組成。盡管它們看似隨著洋流漫無目的地漂流，但有一點非常明確，即該種群結構完善，並且形成了相互依存的海洋生物群落和生態係統。