Несмотря на суровый климат, Южный океан изобилует жизнью.

Благодаря приполярному расположению Южного океана здесь имеет место резкая сезонная динамика важнейшего условия фотосинтеза — солнечной радиации. В таких условиях в течение года наблюдается большая амплитуда количественных изменений фитопланктона и смещение зоны цветения с севера, где весна начинается раньше, на юг, где она запаздывает. В низких широтах успевают развиться два пика цветения, а в высоких только один. В поверхностных водах ярко выражена биологическая широтная зональность. У обитателей дна подобной зональности нет, так как в их развитии важную роль играет рельеф дна и барьеры, препятствующие обмену флоры и фауны. Среди разновидностей фитопланктона Южного океана преобладают диатомовые водоросли (около 180 видов). Сине-зелёные водоросли составляют малое число. В количественном отношении также преобладают диатомовые водоросли, особенно в высоких широтах, где их почти 100 %. В период максимума цветения численность диатомовых водорослей достигает своего высшего пика.

Существует чёткая зависимость между распределением водорослей и вертикальной зональностью вод. В летнее время основная масса водорослей находится в поверхностном 25-метровом слое.

В направлении с юга на север происходит изменение состава фитопланктона: постепенно из флоры выпадают высокоширотные холодноводные виды, заменяясь тепловодными.

Южный океан располагает также огромными ресурсами зоопланктона, криля, многочисленных губок и иглокожих, есть представители нескольких семейств рыб, особенно обильны Нототениевые. Из птиц многочисленны буревестники, поморники, пингвины. Обитают киты (синий кит, финвал, сейвал, горбач и другие) и тюлени (тюлень Уэдделла, тюлень-крабоед, морской леопард, морской котик).

Очень богат рыбный мир вод Антарктики. Благоприятные условия питания способствуют привлечению в эти места многих рыб. Рыбы здесь значительно больше, чем в холодных северных морях, поэтому многие страны мира, в т.ч. и Россия ведут здесь промысловый лов. Любители рыбалки тоже могут попытать успех в этих местах. Видовой состав рыб здесь отличается от Арктического. В этих местах вы не встретите сельдевых, тресковых, которые составляют основу северного рыбного промысла. Основой рыбной промысловой фауны здесь являются нототениевые (мраморная нототения, антарктический широколобик, антарктический клыкач и др.), отряда окунеобразных, которые представлены в водах Южного океана 50 видами. Выше течения Северных Ветров эти рыбы не встречаются. К нототениям относятся такие виды, как антарктический бычок, трематом-гонец, черноперка.

Интересно, что в крови этих рыб обнаружено вещество, напоминающее по свойствам автомобильный антифриз, поэтому кровь не замерзает даже при отрицательных температурах.

Зоопланктон в водах Южного океана представлен копеподами (около 120 видов), двупарноногими (около 80 видов) и другими. Меньшее значение имеют щетинкочелюстные, полихеты, остракоды, аппендикулярии и моллюски. В количественном отношении на первом месте копеподы (веслоногие ракообразные), на долю которых приходится почти 75 % биомассы зоопланктона тихоокеанского и индийского сектора океана. В атлантическом секторе копепод мало, зато здесь широкое распространение получил антарктический криль.

Для Южного океана, особенно для его антарктических областей, характерно массовое скопление криля (антарктических рачков). Биомасса криля в этих районах достигает 2200 миллионов тонн, что даёт возможность ежегодно вылавливать до 50-70 млн тонн криля. Здесь криль является основным питанием беззубых китов, тюленей, рыб, головоногих моллюсков, пингвинов и трубконосых птиц. Сами рачки питаются фитопланктоном.

Численность зоопланктона в течение года имеет два пика. Первый связан с подъёмом видов, которые перезимовали и отмечается в поверхностных водах. Второй пик характеризуется большим количеством зоопланктона во всей толще вод и обусловлен появлением на свет нового поколения. Это период летнего цветения зоопланктона, когда большая часть зоопланктона переходит в верхние слои и перемещается на север, где заметное его скопление происходит в зоне антарктической конвергенции. Оба пика проявляются в виде двух широтных полос концентрации зоопланктона.