A extensão universitária diz respeito aos programas, projetos e atividades que levam cultura, conhecimento científico e inovação tecnológica gerados e acumulados na universidade até o público não relacionado diretamente com as atividades de ensino e pesquisa.

O CEBIMar possui um histórico antigo e importante de ações de extensão que visam transmitir à sociedade os preceitos de conservação da biodiversidade e dos ecossistemas marinhos por meio da divulgação científica e da educação ambiental. A mais tradicional iniciativa neste sentido são as Visitas Monitoradas, que desde meados da década de 1980 despertam nas pessoas o interesse pela vida marinha com a observação de organismos vivos em tanques e ao microscópio. Além das visitas monitoradas, outros eventos e projetos são conduzidos com o intuito de promover as ciências marinhas, além de difundir e popularizar a cultura científica e conscientizar o público em geral sobre os problemas socioambientais atuais regionais e mundiais. Entre eles podemos destacar:

- a difusão de textos e vídeos de divulgação científica em diferentes canais da internet (CEBIMar Notícias);

- o banco de imagens Cifonauta, que disponibiliza gratuitamente imagens relativas à Biologia Marinha para usa didático não comercial;

- a Biblioteca do CEBIMar, que atende a comunidade acadêmica e externa, incluindo alunos e docentes do ensino médio e superior de escolas e faculdades da região, que podem usufruir do acervo especializado;

- projetos de ciência-cidadã, que visam envolver a sociedade na tomada de dados e discussão de pesquisas científicas;

- parcerias com escolas públicas da região, que na forma de Clubes de Ciências, introduzem aos alunos o processo de construção do conhecimento científico;

- exposições fotográfico-científicas;

- a divulgação do trabalho científico, sobretudo com relação à Biologia Marinha, por meio de palestras e participações em feiras de ciências;

- assessorias e parcerias com órgãos públicos de defesa do ambiente marinho e unidades de conservação;

- representações em colegiados e foros relativos à gestão ambiental, sobretudo com relação ao ambiente marinho;

- cursos de extensão universitária, voltados a o público que deseja aprofundar seus conhecimentos sobre a biodiversidade e ecossistemas marinhos.