水域生态系统的构成要素主要分为非生物成分和生物成分两大部分。非生物成分包括水体和水底，这些介质为生物提供了生存条件，如水温、盐度、水深、水流、光照等物理因素。无机物如碳、氮、磷等参与物质循环，而有机化合物如蛋白质、碳水化合物、脂类、腐殖质则连接着生物与非生物界。
生物成分按照生活方式可分为五个生态类群：漂浮生物、浮游生物、游泳生物、底栖生物和周丛生物。从生态机能上看，它们分为生产者、消费者、分解者和有机碎屑。生产者主要是自养生物，如浮游植物、底栖藻类和水生种子植物，以及利用光能和化学能的光合细菌，如海底热泉中的某些动物，它们通过光合作用形成初级生产力，构成独特的化学能生态系统。
消费者，即异养生物，主要包括以其他生物或有机碎屑为食的水生动物，根据营养级次分为初级和次级消费者。初级消费者如小型浮游动物和部分以底栖藻类为食的动物，与生产者共存于上层水域，生物量相近。次级消费者则包括水生肉食动物，分布层次广泛，如大型浮游生物、鱼类等，它们对初级生产者和初级消费者的数量变化起调节作用。
分解者，如细菌和真菌，负责将死亡生物体的复杂物质分解为生产者和消费者可利用的物质，对于海洋有机和无机营养再生产至关重要，也是许多动物的食物来源。
此外，有机碎屑来源于未被完全消化的食物残余、浮游植物的光合作用产物及陆地生态系统输入的颗粒物，也是部分动物的食物来源，构成水域生态系统中的碎屑食物链。
水域生态系统指在水域中由生物群落及其环境共同组成的动态系统。