El interés por estudiar los ambientes marinos extremos ha ido creciendo en las últimas dos décadas, motivado principalmente por la búsqueda de microorganismos productores de metabolitos con fines biotecnológicos. En esta revisión se presentan las fuentes de aislamiento de microorganismos extremófilos en ambientes marinos y costeros alrededor del mundo y las moléculas aisladas de estos que han mostrado una apreciable importancia biotecnológica, con el fin de reportar la disponibilidad de nichos ambientales con potencial en bioprospección y así favorecer su aprovechamiento. Las investigaciones más representativas incluyen los piezófilos, halófilos, psicrófilos y termófilos, grupos en los que se han identificado nuevas especies y obtenido compuestos con actividad biológica.