Παραδεισένιος, γαλήνιος, αρμονικός και εύκολα προσβάσιμος είναι κάποιες από τις λέξεις που μπορεί να χρησιμοποιήσει κανείς για τον υποθαλάσσιο κόσμο των νησιών του νομού Σάμου. Στοιχεία όπως η υποβρύχια γεωμορφολογία, τα θαλάσσια ρεύματα και η θερμοκρασία νερού καθιστούν του υποθαλάσσιο περιβάλλον των νησιών (βραχώδεις και αμμώδεις βυθοί) γόνιμο και φιλόξενο για πολλά θαλάσσια είδη.
Στους βραχώδεις βυθούς, αν και η πρόσβαση, η κλίση και τα βάθη ποικίλουν, σε σχετικά προσιτό βάθοςαπαντώνται συχνά είδη ψαριών και μαλακίων όπως η Σμέρνα (Muraena helena), ο Ροφός (Epinephelus marginatus), το Χταπόδι (Οικογένεια Οκτάποδων ), η Στήρα (Epinephelus costae) και σε μικρότερα ή μεγαλύτερα κοπάδια η Καλογρίτσα (Chromis chromis), ο Σαργός (Diplodus sargus), η Γόπα ( Boopsboops), το Μελανούρι (Oblada melanura), Αχινός (Ομοταξία Echinoidea) κ.α. Επίσης παρόντα είναι τα περισσότερα είδη των ελληνικών θαλασσών ανάλογα με την εποχή. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα πολύχρωμα ψάρια που απαντώνται σε ποικίλες διαστάσεις με κύριους εκπροσώπους τα γνωστά Γύλος (Coris julis) και Γαϊτανούρι (Thalassoma pavo).
Στους αμμώδεις βυθούς τόσο η πρόσβαση όσο και η κλίση είναι πιο ομαλά. Ο υποβρύχιος επισκέπτης μπορεί να συναντήσει ψάρια όπως το Μπαρμπούνι (Mullus surmuletus), τη Δράκαινα (Οικογένεια Trachidae), τον Κέφαλο (Mugil cephalus), την Τσιπούρα (Sparus aurata), τα Σαλάχια (Οικογένεια Batoidea), τη Γλώσσα (Οικογένεια Soleidae), Αστερίες (Ομοταξία Asteroidea).
Στην ανοικτή θάλασσα μεταξύ των νησιών, λόγω των ρευμάτων και των μεταναστευτικών ειδών που βρίσκονται χαμηλότερα στην τροφική αλυσίδα απαντώνται κητώδη όπως Δελφίνια (Οικογένεια Dephinidae), Φάλαινες (Τάξη Cetacea), Καρχαρίες (Υφομοταξία Elasmobranchii) ) ενώ σε σχετικά δυσπρόσιτες βραχώδης ακτές η Μεσογειακή Φώκια (Monachus monachus).
Ο υποθαλάσσιος κόσμος της Σάμου και των νησιών γύρω από αυτή βρίθει πλήθους οστράκων ποικίλων ειδών που είτε εντοπίζονται σε βράχους όπως η Πεταλίδα (Οικογένεια Petallidae), ο Τρίτωνας (Charonia tritonis), είτε σε αμμώδεις βυθούς όπως το Χτένι (Οικογένεια Pectinidae), η Πίννα (Οικογένεια Pinnidae), το Κυδώνι (Οικογένεια Cardiidae) και άλλα είδη. Επίσης απαντώνται είδη ανθόζωων όπως η Θαλάσσια Ανεμώνη (Τάξη Anthozoa) και ο Θαλάσσιος Σπειρογράφος (Τάξη Polychoeta).
Στην υποθαλάσσια χλωρίδα τα είδη που κυριαρχούν είναι τα Θαλάσσια Άλγη (Φύκια) με κυρίαρχο το σημαντικό για το οικοσύστημα είδος Ποσειδώνια (Posidonia oceanica) και ορισμένα είδη Θαλάσσιων Σπόγγων.
Μαρια Ρουσσου