浮游生物的种类和数量随时间（主要是季节分布）和空间（主要是水平分布和垂直分布）而变。 海洋浮游生物按纬度不同大致分为寒带种、温带种和热带种3类。它们之间不论在种类上或数量上都存在着很大差异。一般说，寒带浮游生物的种类少，每种的数量大；热带浮游生物相反，种类多而每种的数量少；温带浮游生物则介于两者之纳液间。例如翼足类在黄海北部迄未发现,黄海南部仅8种、东海有31种，而南海则有50种。温度显然是形成这个现象的主要因子。浮游生物的水平分布与寒流和暖流密切相关，因而有些种类常可作为寒流和暖流的指示种。例如管水母类的帆水母和银币水母可作为东海黑潮暖流的指示种。除温度和海流外，盐度也可影响海洋浮游生物的水平分布。一般近海浮游生物属广盐性种类,分布较广,而外海浮游生物则属狭盐性种类，分布较窄。营养盐也是影响海洋浮游生物水平分布的一个因子。营养盐丰富的近海水域，浮游植物的数量较大。淡水浮游生物的水平分布主要受温度影响。按栖息纬度的不同也可分为寒带种、温带种和热带种 3类。在广温性温带种里出现不少世界种，这是由于休眠孢子或休眠卵借风力或鸟类而广泛传播所致。很多淡水枝角类的世界种就是通过休眠卵的传播而形成的。 在海洋或深湖里，浮游生物栖息在不同深度的水层中。浮游植物要进行光合作用，只能分布在有光照的上层(约0～200米)。由于需要的光照强度不同，蓝藻一般分布较浅，而硅藻则分布在光照层的不同水层。例如角毛藻常在表层，而海毛藻常在较深水层（20米以下）。浮游动物在上、中、下各个水层都有分布，不过种类和数量在各个水层显然不同。例如，原生动物、轮虫、水母类、枝角类、浮游腹足类及浮游幼体一般分布在上层,其他各类在上、中、下层都洞基物有分布,个别种类如深海磷虾则匿居深海。僧帽水母、帆水母等具气囊，漂浮海面，属于漂浮生物。一般浮游动物（如桡足类、毛颚类、浮游端足类等）的种类随深度（不超过1000米）而增多，但数量却随深度而减少。各类浮游动物的垂直分布并非固定不变，而是随外界和内部条件的改变而发生相应变化。如：①由气候改变引起的变化。如不少浮游动物(背光性或趋弱光性)在阴天栖息上层，而在晴天移居中、下层。这是光度变化所致。②由生殖引起的变化。如有些浮游甲壳动物到了生殖期，上升到表层产卵。③由发育引起的变化。这在浮游动物中相当普遍,如幼体系趋强光性,又摄食浮游植物,故栖息上层,而成体则因系背光性或趋弱光性，又摄食其他动物，移栖中、下层。④由海流引起的变化。如上升流可把下层浮游动物带到上层，从而改变垂直分布情况。⑤由食料引起的变化。如中、下层草食性浮游动物到了晚间为摄食浮游植物而上升至表层。又如中、下层肉食性毛颚类为追逐食料，到夜晚跟着桡足类上升至表层。垂直分布的最大变化是由昼夜垂直移动引起的。白天下锋基降、夜晚上升，这种生态现象在浮游动物中相当普遍尤其是浮游甲壳动物。可是，在每一类动物（如桡足类）中,不是每个种都进行昼夜垂直移动,并且上下移动的幅度和时间也不完全一致。由于昼夜垂直移动，各个水层的种类组成和数量发生很大变化。一般上层的种类和数量在夜晚显著增加。所以夜晚是采集浮游动物的最好时间。有些罕见的深海种类只能在夜间才能采到。光度的昼夜变化可能是引起这个现象的主要外界因子。浮游动物往往栖息在光度对它最合适的水层。由于光度的昼夜变化，浮游动物就进行相应的昼夜垂直移动。除光度外，其他外界因子如温度、盐度、食料等也能直接地或间接地影响昼夜垂直移动。此外，昼夜垂直移动现象在生殖期或非生殖期，在幼体期或成体期显然不同，这可能受生殖、发育、代谢等内部因子的影响。 浮游生物的种类组成和数量有明显的季节变化，而这变化又随纬度而异。北温带浮游植物的数量高峰一般在春季出现，因那时光度增强，营养盐（氮、磷等无机盐类）增多，有利于浮游植物的大量繁殖。到夏季,营养盐消耗殆尽，草食性浮游动物又大量摄食，导致浮游植物的数量骤减。入秋，营养盐增多，浮游植物再度大量繁殖，从而出现另一个比春季稍低的高峰。冬季环境恶劣(特别是温度太低)，浮游植物再度减少。这种一年出现两个高峰的现象称为双周期。此外浮游植物的种类有季节交替。例如夏季硅藻衰退后，甲藻起而代之，因后者适于在高温和营养盐贫乏的季节大量繁殖。北温带浮游动物的季节分布和浮游植物大致相似。不同点是浮游动物的春秋两个高峰出现得比浮游植物稍晚，因为草食性浮游动物必须要有丰富的饵料才能大量繁殖。浮游动物也有种类的季节交替现象。例如，由于毛颚类摄食桡足类，前者的高峰会比后者出现稍迟。寒带海洋的浮游植物和浮游动物，一年只有一个繁殖高峰,这称为单周期,出现在环境较好的温暖夏季。其他季节光照太弱或消失（冬季完全黑暗）,温度太低,浮游生物无法繁殖。热带海洋的环境因子（特别是温度）整年没有多大变化，所以季节间也就没有明显差异。在淡水水域，浮游生物季节分布在数量变化上与海洋浮游生物大同小异，但在种类变化上则有较大差异。例如在淡水浮游生物中占优势的绿藻类、蓝藻类、枝角类和轮虫类，其数量高峰经常出现在水温较高的温暖季节，尤以夏季繁殖最盛，不过冬季的种类贫乏和数量稀少，则与海洋浮游生物一致。由于水的粘度随着水温的升高而降低（25℃时的粘度约为0℃时的1/2），淡水浮游生物到夏季容易下沉。为此，不少种类在进化过程中逐渐以扩大身体表面积来增加浮力，如淡水枝角类僧帽溞的头部向前伸长呈头盔状。这种形态季节变异在硅藻类的星杆藻、甲藻类的角甲藻和轮虫类的螺形龟甲轮虫也可看到。