Flora i fauna Bałtyku jest znacznie uboższa w porównaniu z światem organizmów morskich Morza Północnego (biomasa jest tam ok. 5 razy większa niż w Bałtyku) i północnej części Atlantyku.
Wynika to przede wszystkim z niewielkiego zasolenia Bałtyku (średnio 7‰, a minimalnie 1-2‰), które czyni jego wody i dno trudnymi do skolonizowania zarówno przez gatunki typowo morskie, jak i typowo śródlądowe (występują w wodach zalewów, np. Zalewu Wiślanego).
Dodatkowe czynniki zmniejszające atrakcyjność Bałtyku dla organizmów żywych to: niewielka głębokości morza (brak gatunków głębinowych), ograniczone połączenie z wodami otwartego oceanu oraz zanieczyszczenie jego wód.
W Bałtyku (poza zachodnimi krańcami Cieśnin Duńskich) nie występują żadne szkarłupnie (jeżowce, rozgwiazdy), głowonogi (ośmiornice, kałamarnice), czy ramienionogi. Nieliczne są: jamochłony (m.in. chełbia modra) i mięczaki (tylko 6 gatunków małży). Żyjące w Bałtyku organizmy słonowodne (np. omułki, chełbia modra, śledzie, czy dorsze) są znacznie mniejsze niż przedstawiciele tych samych gatunków żyjący w Morzu Północnym. Z rekinów obecny w Bałtyku (zachodnim) jest tylko niewielki koleń, z waleni zaś – morświn. Występują za to foki (3 gatunki).
Występują tu m.in.:
minóg morski (prymitywne kręgowce),
ryby swobodnie pływające: śledź, szprot, łosoś, dorsz, iglicznia i przydenne: kur diabeł, turbot (jedna z fląder), babka piaskowa,
foki: szara i pospolita,
chełbia modra (potocznie meduza),
skorupiaki: kiełże i krab wełnistoszczypcy, gatunek inwazyjny, zawleczony z Chin,
mięczaki: rogowiec bałtycki, sercówka pospolita, małgiew piaskołaz (największy bałtycki małż, muszla osiąga średnicę 6-8 cm), omułek jadalny,
Wśród roślin wymienić można:
wielokomórkowe glony: morszczyn pęcherzykowaty (jedna z brunatnic), ramienicę bałtycką (jedna z zielenic), rurecznicę (jeden z krasnorostów),
rośliny naczyniowe: rdestnicę nitkowatą i zosterę morską (tworzące podmorskie łąki, np. w Zatoce Puckiej).
Wody wlewające się okresowo do Bałtyku z Morza Północnego przez Cieśniny Duńskie mają większe zasolenie. Jako gęstsze opadają więc w kierunku dna. Nie mieszają się z mniej słonymi wodami powierzchniowymi, są więc słabo natlenione. Stąd około 25% dna Bałtyku jest w strefie beztlenowej i rozwijają się tam bakterie siarkowodorowe (panują tam złe warunki dla rozwoju innych gatunków).
Deficyt tlenu może jest powiększony przez wlewy bogatych w azot i fosfor wód rzecznych (związki te zawarte są w ściekach komunalnych i spłukanych z pól nawozach naturalnych i sztucznych). Powodują one eutrofizację wód Bałtyku i zakwity glonów i sinic.
Dodatkowym problemem dla życia w Bałtyku może okazać się broń chemiczna zatopiona na dnie morza po II Wojnie Światowej. Jeśli rozszczelniłyby się pojemniki, w których się ona znajduje zagrożone byłoby całe życie biologiczne Bałtyku.