Органический мир Тихого океана — самый богатый по числу видов и экологических сообществ, биомассе и биологическим ресурсам. На его долю приходится около 50% всей биомассы Мирового океана. Это связано с размерами океана, разнообразием экологических условий и длительной геологической историей развития.

Фитопланктон океана состоит из микроскопических водорослей около 1300 видов, причем все они относятся к перидинеям и диатомеям. Большая часть растительности сосредоточена в прибрежных и относительно мелководных частях океана и в зонах апвеллинга. Донная растительность Тихого океана насчитывает примерно 4000 видов водорослей и 20 видов цветковых (морских трав). Холодным и умеренным широтам присуще массовое развитие бурых водорослей из группы ламинариевых. В умеренных широтах Южного полушария произрастают гигантские водоросли длиной до 200 м. В тропиках распространены фукусовые водоросли, а также зеленые и красные.

Наиболее богаты видами низкие широты, особенно теплая часть океана в районе Зондских островов и Северо-Восточной Австралии. Здесь хорошо развита фауна коралловых рифов. Западные районы низких широт, входящие в тропико-индотихоокеанскую биогеографическую область, характеризуются наибольшим разнообразием видов. В морях Индонезийского архипелага известно более 2000 видов рыб, тогда как в морях северной акватории — всего около 300 видов, но и в этих морях количество видов рыб вдвое больше, чем в морях с теми же климатическими условиями других океанов. Моллюсков в тропических поясах Тихого океана свыше 6000 видов, тогда как, например, в Баренцевом море — около 200.

Важной особенностью фауны Тихого океана является древность многих видов. Это древние морские ежи, древние рыбы, не сохранившиеся в других океанах, например гильбертидия. Эндемичные формы характерны и для млекопитающих, населяющих Тихий океан, — дюгонь, морской котик, сивуч, морской бобр. Многим представителям фауны Тихого океана свойственен гигантизм. В северных широтах обитают гигантские мидии и устрицы, а в экваториальных известен самый крупный двухстворчатый моллюск тридакна, масса которого достигает 300 кг.

Огромное давление, низкая температура воды определяют ограниченность численности и низших и высших видов морских организмов на больших глубинах. Так, на глубине 8500 км обитают всего лишь 45 видов, из них 70% эндемичны. Здесь преобладают голотурии, ведущие малоподвижный образ жизни и отличающиеся способностью пропускать через пищеварительный тракт огромное количество грунта. За ними по численности идут полихеты, офиуры, сипункулиды.

Как следствие благоприятного воздействия гидробиологических и гидрологических факторов, Тихому океану в целом присуща высокая (около 200 кг/км2) биопродуктивность. В тропических широтах биопродуктивность ниже 100 мг/см2, а в умеренных и экваториальных широтах у берегов она достигает 250—500 мг/см2. В центральных районах тропических широт, особенно в зоне субтропических круговоротов, биопродуктивность не превышает 50 мг/см2.

В распределении органического мира в Тихом океане весьма четко проявляются законы физико-географической зональности.

Одним из индикаторов разделения Тихого океана на биогеографические области является распространение некоторых веслоногих рачков, а также групп рыб. В Тихом океане выделяют две биогеографические области: северотихоокеанскую, тропико-индотихо-океанскую. Северотихоокеанской области свойственны лососевые, а крайним северным ее районам — тресковые, тропико-индотихоокеанской — акулы и летучие рыбы.

Главными районами промысла рыбы являются Северо-Запад, Северо-Восток, Восток. Это районы взаимодействия теплых и холодных вод, проникновения теплого Аляскинского течения, шельфовые районы на западе, районы апвеллинга у берегов Северной и особенно Южной Америки. Менее продуктивна зона Экваториальногопротивотечения и связанных с ним круговоротов и подъемов вод. С конца 70-х гг. XX века заметно увеличивается улов рыбы в приантарктическом районе, который пока мало освоен мировым промыслом.