基于学校学科发展规划和学科优势特色，结合我国海洋经济发展对海洋科学类人才的需求，不断优化学科及学位点方向布局，在“海洋科学”省一流学科(A类)基础上，形成海洋生物学专业。通过引进意大利比萨大学高层次应用研究型人才培养方面的优质教育资源，以合作办学模式，为中意两国经济社会发展培养一批具有国际化视野的高素质应用研究型人才。
海洋生物学专业依托我校海洋科学一级学科建设，该学科现为浙江省一流学科A类建设项目，在2016年教育部学科评估中排名全国第5（全国前20%），2019年成为学校唯一的省市共建一流学科。“海洋生物学”专业2004年获批“省重点学科”，2005年获批硕士学位点；中国浙江海洋大学与意大利比萨大学合作举办的海洋生物学专业硕士于2015年开始招生。
本专业拥有包括欧亚国际科学院院士、国家WRJH领军人才，以及省部级人才等在内的一批高层次师资。2020-2021年，先后有6位学者入选全球前2%科学家榜单，4位学者入选全球前10万名科学家榜单。现有3个国家级和9个省部级学科级科研平台，拥有2艘海洋科考船。2021年新组建了“中国-意大利海洋生物学联合实验室”、2023年与意大利国家环境保护研究所成立了“中意海洋生物群功能生物学联合实验室”。
本专业围绕海洋生物资源的可持续开发利用，重点就海洋生物分类及进化、海洋生物生理生态及海洋生物生殖调控与遗传育种、海洋生物健康养殖等技术开展系统研究。经过多年建设与发展，海洋生物学专业已成为我国海洋科学领域重要的科技支撑力量和人才培养基地。
