Флора і фауна характеризуються багатством і великим різноманіттям. Фауна Тихого океану налічує близько 100 тисяч видів (біологія); у фітопланктоні відомо близько 380 видів. У зоні шельфу представлені різноманітні бурі водорості, фукусові, Ламінарія водорості, молюски, черви, ракоподібні, голкошкірі та інші організми. Для тропічних широт характерний сильний розвиток коралових рифів.
Фауна риба включає не менше 2000 видів у тропічних широтах і близько 800 видів — у помірних (далекосхідні моря). В океані мешкає понад 2000 видів риб і 6000 видів молюсків. У північній частині океану поширені лососеві риби — лосось, кета, горбуша. У центральній частині багато тунця і оселедця, біля західного узбережжя — анчоусів. Риба є кормовою базою для птахів.
У північних помірних і в південних високих широтах живуть численні ссавці: кашалот, декілька видів смугастиків, морський котик; лахтак, морж і сивуч (на півночі), а також краби, креветки, устриці, головоногі молюски та інші. У фауні Тихого океану багато ендеміків.
