สัตว์ทะเลหน้าดิน (marine benthos)หมายถึง สัตว์ทะเลที่มีกระดูกสันหลังและไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่บริเวณพื้นท้องทะเลโดยบางชนิดอาศัยอยู่บนพื้นดิน บางชนิดฝังตัวอยู่ในดิน ตลอดจนพวกที่หากินบนพื้นท้องทะเลพวกหลังนี้ ได้แก่ พวกปลาหน้าดิน เช่น ปลาซีกเดียว และปลาเก๋า ก็จัดว่าเป็นสัตว์ทะเลหน้าดินด้วย นอกจากปลาหน้าดินแล้ว พวกกุ้ง หอยและปู จัดเป็นสัตว์ทะเลหน้าดินที่เรารู้จักกันดีเนื่องจากเป็นสัตว์น้ำที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ
สัตว์ทะเลหน้าดินมีบทบาทที่สำคัญในทะเลคือเป็นอาหารสำคัญสำหรับสัตว์น้ำชนิดอื่นและปลาหลายชนิด ความหนาแน่นของสัตว์ทะเลหน้าดินในบริเวณใดบริเวณหนึ่งในทะเลเป็นสิ่งบ่งชี้ถึงความอุดมสมบูรณ์สำหรับปลาและสัตว์น้ำที่อาศัยในบริเวณนั้น โดยเฉพาะฝูงปลาและสัตว์น้ำที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ ดังนั้นการศึกษาสัตว์ทะเลหน้าดินในระยะแรกๆ นั้นมุ่งศึกษาถึงชนิดและความหนาแน่นของสัตว์กลุ่มนี้ เพื่อใช้ทำนายความอุดมสมบูรณ์ของฝูงปลาที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ การศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ทะเลหน้าดินส่วนใหญ่มุ่งที่จะให้ทราบถึงปริมาณและชนิดของสัตว์ที่พบ ทั้งนี้เพื่อใช้เป็นข้อมูลพิจารณาถึงความอุดมสมบูรณ์ของแหล่งน้ำและสามารถใช้เป็นดัชนีชี้คุณภาพของแหล่งน้ำได้อีกด้วย สัตว์ทะเลหน้าดินขนาดเล็กเช่น พวกไส้เดือนตัวกลม(nematodes) และไส้เดือนทะเล (polychaetes) ใช้เป็นดัชนีชี้คุณภาพน้ำที่ดี เพราะเราสามารถพบสัตว์เหล่านี้ได้ทั่วไป มีการฝังตัวอยู่กับที่และมีช่วงชีวิตยาว นอกจากนี้สัตว์กลุ่มนี้ยังมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม เช่นสภาพที่มีปริมาณออกซิเจนต่ำเนื่องจากน้ำเน่าเสียเป็นต้น
การศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ทะเลหน้าดินในประเทศไทยนั้นมีการศึกษาอย่างกว้างในบริเวณอ่าวไทยทั้งตอนบนและตอนล่าง ตลอดจนบริเวณชายฝั่งทะเลอันดามัน มีการศึกษากลุ่มประชากรสัตว์ทะเลหน้าดินบริเวณแม่น้ำและทะเลสาบที่สำคัญต่างๆ เช่น แม่น้ำเจ้าพระยา แม่น้ำท่าจีน แม่น้ำบางปะกง และทะเลสาบสงขลา ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาสัตว์ทะเลหน้าดินในระบบนิเวศต่างๆ เช่น ระบบนิเวศป่าชายเลน ซึ่งมีการศึกษามากบริเวณจังหวัดภูเก็ต อ่าวพังงาระนอง จันทบุรี และสมุทรสงคราม ฯลฯ ส่วนสัตว์ทะเลหน้าดินในบริเวณแนวปะการังมีการศึกษาทั้งในอ่าวไทยและบริเวณชายฝั่งทะเลอันดามันด้วย เช่นเดียวกับการศึกษาสัตว์ทะเลหน้าดินในระบบนิเวศหญ้าทะเล ในการศึกษาส่วนใหญ่มุ่งศึกษาความหลากหลายของชนิดสัตว์ทะเลหน้าดินที่พบ ขอบเขตการกระจาย ปริมาณและมวลชีวภาพ
เพื่อดูความอุดมสมบูรณ์ของบริเวณที่ทำการศึกษานอกจากนี้ส่วนใหญ่มักศึกษาหาความสัมพันธ์ระหว่างสัตว์ทะเลหน้าดินกับปัจจัยสิ่งแวดล้อมต่างๆประกอบกันไปด้วย การศึกษาในบางเรื่องมุ่งให้ความสนใจที่จะใช้สัตว์ทะเลหน้าดินเป็นดัชนีที่ชี้บ่งคุณภาพของแหล่งน้ำหรือสภาพแวดล้อมในบริเวณนั้นๆ เช่น การศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพโดยพิจารณาจากค่าดัชนีความแตกต่าง(species diversity index) ค่าดังกล่าวจะบอกถึงจำนวนชนิดของสิ่งมีชีวิตที่พบได้ในชุมชนสิ่งที่มีชีวิตพื้นท้องทะเล ตามปกติเราพบว่าค่าดัชนีความแตกต่างนี้จะต่ำในบริเวณที่มีคุณภาพของน้ำเสื่อมลงหรือน้ำเน่าเสีย ทั้งนี้เป็นเพราะมีสัตว์จำนวนน้อยชนิดเท่านั้นที่จะทนอยู่ได้และมีการปรับตัวเพื่ออาศัยอยู่ต่อไปในบริเวณดังกล่าวได้ แต่ถ้าเรานับจำนวนตัวในแต่ละชนิดที่พบอาศัยอยู่ในบริเวณที่ไม่เหมาะสมนี้จะมีค่าสูง เนื่องจากมันขาดผู้ต่อสู้แก่งแย่งเพื่อครอบครองอาหารและที่อยู่อาศัย สัตว์กลุ่มนี้จึงสามารถแพร่พันธุ์และเพิ่มจำนวนได้มาก ในทางตรงกันข้ามในที่ที่มีคุณภาพน้ำค่อนข้างสะอาด มักจะมีความหลากหลายทางชีวภาพสูง มีค่าดัชนีความแตกต่างสูง เนื่องจากมีจำนวนสัตว์หลายชนิดที่อาศัยอยู่ได้ในบริเวณเดียวกัน จำนวนตัวในแต่ละชนิดจึงมักจะต่ำเนื่องจากต้องมีการแบ่งสันปันส่วนพลังงานและที่อยู่อาศัยซึ่งกันและกัน