Ο χειμώνας φέρνει αλλαγές στη θαλάσσια ζωή, επηρεάζοντας τα ωκεανικά οικοσυστήματα και τα θαλάσσια πλάσματα με διαφορετικούς τρόπους. Η επίδραση των χειμερινών φαινομένων στη θάλασσα εξαρτάται βέβαια από την περιοχή και τα χαρακτηριστικά του ωκεανού.
Σε ορισμένες περιοχές, ειδικά κοντά στους πόλους, η θερμοκρασία του νερού μπορεί να πέσει σημαντικά το χειμώνα. Σε ψυχρότερες περιοχές, οι επιφανειακές υδάτινες στρώσεις ενδέχεται να πλησιάσουν τις θερμοκρασίες του παγωμένου νερού, δημιουργώντας θαλάσσιο πάγο. Οι βαθύτερες στρώσεις του ωκεανού έχουν συνήθως πιο σταθερές θερμοκρασίες, αλλά υπάρχουν εποχικές αλλαγές.
Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, παρατηρείται συχνά αυξημένη κατακόρυφη ανάμιξη των ωκεανικών υδάτων. Αυτό συμβαίνει επειδή το πιο κρύο νερό είναι πυκνότερο από το θερμότερο, και οι εποχικές αλλαγές μπορούν να οδηγήσουν στη βύθιση των επιφανειακών υδάτων. Αυτή η κατακόρυφη ανάμιξη βοηθά στη διανομή των θρεπτικών ουσιών και μπορεί να επηρεάσει τη θαλάσσια ζωή σε διάφορα βάθη.
Πολλά θαλάσσια είδη, ιδίως ψάρια και θαλάσσια θηλαστικά, ξεκινούν το μεταναστευτικό τους ταξίδι, προκειμένου να βρουν τις κατάλληλες συνθήκες. Ορισμένα είδη κινούνται προς θερμότερα ύδατα, ενώ άλλα μπορεί να μετακινούνται σε βαθύτερα, πιο κρύα ύδατα. Κάποια είδη φαλαινών, μεταναστεύουν σε θερμότερα ύδατα για τον τοκετό και την αναπαραγωγή κατά τους χειμερινούς μήνες. Τα δελφίνια επίσης εκδηλώνουν εποχικές μετακινήσεις ψάχνοντας για τροφή και καλύτερες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Ορισμένοι θαλάσσιοι οργανισμοί μπαίνουν σε κατάσταση χειμέριας νάρκης ενώ κάποια ψάρια μειώνουν την δραστηριότητά τους και επιβραδύνουν τον μεταβολισμό τους για να εξοικονομήσουν ενέργεια.
Σε ορισμένες περιοχές, ο χειμώνας είναι η εποχή της αναπαραγωγής για ορισμένα θαλάσσια είδη. Για παράδειγμα, ορισμένα ψάρια και ασπόνδυλα μπορεί να συγχρονίζουν την αναπαραγωγή τους με τη διαθεσιμότητα τροφής και τις κατάλληλες κλιματικές συνθήκες.
Το φυτοπλαγκτόν, που αποτελεί τη βάση του θαλάσσιου τροφικού ιστού, μπορεί να επηρεαστεί από τις χειμερινές συνθήκες. Σε ορισμένες περιοχές, οι χειμερινές καταιγίδες και η μειωμένη ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να περιορίσει την ανάπτυξη του. Ωστόσο, σε άλλες περιοχές, η κατακόρυφη ανάμιξη μπορεί να φέρει θρεπτικά συστατικά στην επιφάνεια, ενθαρρύνοντας την ανάπτυξη του.
Ο ωκεανός επηρεάζεται λιγότερο από τις εποχικές αλλαγές στην επιφάνεια. Παρόλα αυτά, οι μεταβολές στις συνθήκες της επιφάνειας μπορούν να έχουν έμμεσες επιπτώσεις στα οικοσυστήματα του βαθέως ωκεανού.
Συνολικά, η επίδραση του χειμώνα στη θαλάσσια ζωή είναι πολύπλοκη και ποικίλει, αφού εξαρτάται από τα ειδικά χαρακτηριστικά του οικοσυστήματος.
