海洋哺乳动物主要依靠食物中的水分供给自身所需，而不是饮用海水。比如说鲸，它们以捕食磷虾等虾类和鱼类为主，而鱼类身体组织中水分的含量是相当高的。齿鲸主要捕食大型鱼类和乌贼。须鲸的体型更加庞大。它们的捕食方式则是张开大口一次吞下大量海水，用骨质鲸须像滤网一样过滤海水，留下海水中所含的食物。
至于鱼类，它们是通过身体表面吸收水分的，水通过鱼的鳃和隔膜渗透到鱼体内，被鱼所吸收。由于海水中盐的浓度要高于海洋动物体液的浓度，所以海洋鱼类必须对海水进行处理后才能吸收。海鱼体内有层半透膜，能够让水分子通过半透膜而将大部分盐分阻挡在膜的一侧，从而达到淡化海水的作用。海鱼必须将处理后的水存储起来，因此它们的尿液也非常浓，在体内产生废物的过程中几乎不用消耗水分。