O departamento estuda como funciona o océano desde o punto de vista físico, químico e biolóxico, poñendo o foco nos ciclos biogeoquímicos, o seu papel no cambio global e o comportamento do fitoplancto. O seu traballo abarca desde a biogeoquímica mariña ata a xeoquímica orgánica e a fotobioloxía e toxinoloxía do fitoplancto. Ademais, conta con valiosas series temporais, que van desde as rías galegas ata o Océano Atlántico e son clave para entender a evolución destes sistemas.

Este departamento estuda a estrutura, o funcionamento e a conservación dos ecosistemas mariños e costeiros, integrando dimensións biolóxicas, ecolóxicas e sociais. Os seus grupos de investigación abarcan a ecoloxía e biodiversidade mariña, a ecoloxía mariña integrada e as ciencias sociais aplicadas á xestión dos recursos mariños e costeiros. O departamento contribúe con evidencia científica á xestión pesqueira, a conservación da biodiversidade e a gobernanza dos sistemas costeiros.

A investigación neste departamento aborda as bases moleculares e fisiolóxicas dos organismos acuáticos, con especial atención á biotecnoloxía, a inmunoloxía, a xenómica, a xenética  y as enfermidades en especies mariñas. Os seus grupos traballan en biotecnoloxía acuática, ecofisioloxía de bivalvos e xestión sostible, inmunoloxía e xenómica, e patoloxía molecular mariña. O departamento impulsa tanto a investigación fundamental como a súa aplicación directa á produción acuícola sostible.

A investigación neste ámbito aborda a calidade, a seguridade, a trazabilidade e a valorización dos produtos alimentarios mariños, integrando bioquímica, microbioloxía e enxeñaría de bioprocesos. Os seus cinco grupos traballan en biosistemas e enxeñaría de bioprocesos, química de produtos mariños, bioquímica de alimentos, microbioloxía e tecnoloxía de produtos mariños, e reciclaxe e valorización de residuos. O departamento conecta a investigación fundamental coa industria dos produtos do mar e os obxectivos da economía circular.