Die Forschungseinheit Biologische Ozeanographie konzentriert sich auf Reaktionen des marinen Planktons auf die Änderungen ihrer Umweltbedingungen im Ozean, und darauf wie sehr das Ökosystem Ozean und die biogeochemischen Kreisläufe durch diese Umweltveränderungen beeinträchtigt werden. Ziel ist es, (1) ein mechanistisches Verständnis der Empfindlichkeit wichtiger biologischer Prozesse gegenüber Veränderungen ihrer Umweltbedingungen auf Organismusebene zu erhalten, (2) das Potenzial evolutionärer Anpassung bezüglich der Abpufferung kurzfristiger physiologischer Reaktionen abzuschätzen, (3) aufzuzeigen, wie die Reaktionen der Organismen auf Populations-/Gemeinschaftsebene und auf der Ebene des gesamten Ökosystems die Nahrungsbeziehungen sowie die Effizienz des Nahrungsnetzes beeinflussen und (4) die Auswirkungen von Änderungen in Beschaffenheit und Funktion des Ökosystems auf die biogeochemischen Kreisläufe zu erklären.

Marine Mikroorganismen steuern biogeochemische Austauschprozesse zwischen dem Oberflächenozean und der Atmosphäre sowie zwischen dem Oberflächenozean und der Tiefsee. Um den mikrobiellen Kreislauf von gelösten und partikulären organischen Stoffen zu untersuchen, werden Studien zu Produktions- und Exsudationsprozessen, Aufnahme und Veratmung von Substanzen sowie zu Aggregation und Export von Partikeln durchgeführt.

Die Forschungsansätze umfassen spezifische Analysen bezüglich der Zusammensetzung und der Größe von organischem Material in Kombination mit Messungen von mikrobiellen Raten, Inkubationsexperimenten, Kulturstudien mit einzelnen  Arten/ Stämmen unter gut kontrollierten Laborbedingungen, Feldexperimenten mit Hilfe von In-situ-Mesokosmen, unter Verwendung natürlicher Gradienten bei ausgewählten Schlüsselparametern, stellvertretend für Raum und Zeit und numerische Modellierung von Ökosystemen und biogeochemischen Prozessen. Unsere Feldstudien führen uns von der eisbedeckten Polarregion in die warmen tropischen Meere.