Merielämän suojelu liittyy yleensä meren ekosysteemien ja niistä riippuvaisten eläinten suojeluun. Asiantuntijat uskovat, että saastuminen ja ilmaston lämpeneminen uhkaavat maailman valtamerien biologista monimuotoisuutta. Merieläinten suojelu voi auttaa säilyttämään yhden maailman suurimmista elintarvikkeista, kaloista ja äyriäisistä. Joillakin alueilla ihmiset luottavat ruokaan ensisijaisesti kaloihin ja äyriäisiin. Merielämän suojeluun voi kuulua muovien käytön vähentäminen, pilaantumisen vähentäminen, energiankulutuksen vähentäminen ja rantojen, jokien, järvien ja muiden luontoalueiden pitäminen roskattomina.
On olemassa useita kansainvälisiä lakeja ja sopimuksia, joiden tarkoituksena on turvata merieläinten suojelu. Kymmenet valtiot ovat allekirjoittaneet vuoden 1966 yleissopimuksen kalastuksesta ja aavan meren elollisten luonnonvarojen säilyttämisestä. Tämän sopimuksen tarkoituksena on suurelta osin suojella meren elämää liialliselta kalastukselta.
Yhdysvalloissa vuonna 1972 hyväksytty merinisäkkäiden suojelulaki suojaa meren eläimiä metsästykseltä, sieppaukselta tai myynniltä, kotimaassa tai kansainvälisesti. Laki kieltää kaikkien meren eläinten tuonnin myyntiin. Tämän lain suojaamia eläimiä ovat valaat, jääkarhut, delfiinit, merisaukot ja mursut.
Monet asiantuntijat uskovat, että ilmastonmuutoksella voi olla raju ja tuhoisa vaikutus meriekosysteemeihin. Lämpimät maapallon lämpötilat tarkoittavat yleensä lämpimämpää valtameren lämpötilaa, mikä voi estää monien merilajien selviytymisen. Valtameren ekosysteemit ovat tyypillisesti hyvin herkkiä ja voivat kärsiä suuresti pienistäkin muutoksista. Merieläinten suojelun asiantuntijat vaativat tyypillisesti energiankulutuksen vähentämistä, jotta voidaan hillitä maailmanlaajuista lämpötilan nousua, joka voi vahingoittaa meren elämää.
Saastuminen on myös uhka valtameren eläimille. Asiantuntijat uskovat, että maailman valtameristä löytyy suuria määriä jätettä. Monet merieläinten suojelutoimet pyrkivät estämään roskaantumista. Rannanpuhdistus on myös tärkeä osa merielämän säilyttämistä, koska se voi auttaa estämään uusien jätteiden pääsyn merelle. Pyrkimykset suojella tiettyjä meren lajeja voivat antaa vastahyökkäyksen ja vahingoittaa entisestään heikentyneitä ekosysteemejä, joten useimmat merieläinten suojelun asiantuntijat yrittävät keskittyä valtamerien ympäristön eheyden säilyttämiseen kokonaisuutena.
Uskotaan, että ihmisen toiminta on suurin uhka meren elämälle ja meren ekosysteemeille. Nämä toiminnot vaihtelevat pilaantumisesta kaupalliseen kalastukseen. Jotkut uskovat, että ilmastonmuutos on tapahtunut ihmisen toiminnan seurauksena. Monet uskovat, että merielämän suojelu voi johtua ihmisten elämäntapamuutoksista ympäri maailmaa, mikä voi vähentää ihmisen toiminnan vaikutusta meren ekosysteemeihin.