通常，圈养动物如果日粮单一或主要以鱼类为主，则提供的是冷冻后的死鱼。提供这种日粮在物流和配制上的困难可能导致一些特殊的营养问题。并非所有鱼类的营养价值都相同；由单一鱼类组成的日粮不太可能为任何动物提供均衡的营养。同样，一种日粮不会同样适用于所有食鱼动物，渔业的潜在崩溃可能导致某些鱼类品种无法获得。只应喂食适合人类食用的鱼类。（另请参阅 见 营养：异宠与动物园动物。）
必须仔细监测冷冻鱼类的储存和解冻。日粮鱼应保持在 -28°C 或以下，以减缓因氨基酸和不饱和脂质氧化而导致的营养价值下降。对于从食物中获取水分的动物来说，冷冻鱼类的脱水也可能是一个问题。多脂鱼类的储存时间不应超过 6 个月。除多春鱼外，很少有鱼类适合储存超过 1 年。为了保留最佳维生素含量并减少水分流失，冷冻鱼类应在冷藏条件下在空气中解冻。在水中解冻会浸出水溶性维生素。在室温下解冻会促进细菌生长和变质。
海洋哺乳动物的能量需求随年龄、环境温度和身体状况而变化。年幼、处于生长期的宽吻海豚和较小的鳍足类动物通常每天需要其体重 9%~15% 的优质鱼类。较年长的动物维持生命可能仅需其体重的 4%~9% 的优质鱼类。体型较大的物种（如鲸鱼和象海豹）成年后，单位体重所需的食物通常较少（占体重的 2%~5%）。圈养动物若热量摄入过多且运动减少，可能会导致肥胖；应密切监测热量摄入。
海牛是草食性动物，在野外以多种海洋和淡水植物为食，但以水培草和各种生菜、蔬菜以及胡萝卜和香蕉等水果为食也能良好生长。日粮中还可以添加海牛专用颗粒日粮或市售草食性灵长类动物颗粒日粮，并可使用多种维生素-矿物质补充剂，特别是用于平衡钙磷浓度比。目前普遍认为，海牛在野外吃草时会无意中摄入相当多的动物蛋白。据估计，每日摄入需求量为体重的 7%~9%，但会随年龄和生长情况而变化。海牛通常每天至少喂食几次，以适应其吃草的摄食模式，且应在水下和水面同时提供食物。
海獭通常以各种无脊椎动物（如棘皮动物、软体动物和偶尔的甲壳类动物）和鱼类为食。成年动物每天需要其体重约 25%~30% 的食物。正在康复的野生海獭可能不习惯吃冷冻食物，可能需要提供蛤蜊和贻贝等活体食物来鼓励其进食。
野生北极熊的日粮中脂质含量很高，尤其是在冬季，它们主要以海豹为食。北极熊对维生素 A 有特殊的日粮需求，每日日粮中补充 20,000~1,000,000 U 的维生素 A 对一些皮肤病有效。北极熊在圈养中通常被喂食大量的鱼，但为了营养和丰富性，其日粮通常会补充商业杂食动物日粮。维生素 D 也应按 1000 U/kg 日粮的比例进行补充。肾脏疾病在老年熊中很常见，在某些情况下，建议降低日粮中的蛋白质含量。
海洋哺乳动物的新生幼兽营养
在搁浅事件中经常会遇到未断奶的海洋哺乳动物幼兽，必须喂食类似其母乳的日粮。在圈养环境下，新生幼兽可能会被母兽遗弃，需要人工哺育。海洋哺乳动物的乳汁通常具有高脂含量，但存在相当大的差异，且同一物种的脂肪含量往往在哺乳期间发生变化。大多数物种对碳水化合物不耐受，喂食含碳水化合物配方奶的新生幼兽会患上严重的、危及生命的细菌性肠胃炎。大多数新生海洋哺乳动物还需要替代乳中具有极高的热量密度。基于市售成分的代乳配方已开始取代过去使用的一些非常复杂的自制配方。人工哺育期间应密切监测体重，大多数动物在牙齿萌出后即可开始断奶并提供固体食物。当需要抚养新生海洋哺乳动物时，建议联系专业的海洋哺乳动物救援中心，以获取针对特定物种的指导和最新的方法。
海豹科和海狮科动物可以用相同的代乳配方进行人工哺育。鳍足类幼兽在出生后的第一周应大约每 4 小时喂食一次；逐渐增加配方奶的喂食量，并将喂食次数减少到每天 3 到 5 次。从配方奶日粮过渡到鱼类日粮应循序渐进，以确保在此期间有足够的热量摄入；通常在配方奶中添加鱼油以增加热量值。港海豹 (Phoca vitulina) 幼兽应管饲至至少 2~3 周大，之后可断奶并喂食小块鱼肉。象海豹幼兽需要管饲至至少 4 周大，之后可以开始断奶。海狮科动物的哺乳期通常较长，因此对于新生幼兽来说，瓶喂可能更可取，以减少操作和意外将饲管插入气道的风险。大多数海狮科幼兽早在 4 周大时就可以喂食鱼类，但由于其自然哺乳时长可达一年或更长时间，完全过渡到鱼类日粮可能需要时间。加州海狮 (Zalophus californianus) 幼兽早在 4 周大时即可辅助喂食鱼类，并在 6 周大时实现自主进食。
新生海象 (Odobenus rosmarus) 可采用基于代乳品的配方日粮人工哺育，也有成功案例采用以鲜奶油为基础、添加研磨软体动物（蛤蜊）而非鱼类的配方。海象的哺乳期比其他鳍足类动物长得多，最长可达 19 个月。
新生鲸类动物的哺乳期比鳍足类动物长。随着经验的积累，人工奶瓶哺育的成功率有所提高，从普通海豚 (Delphinus delphis) 到灰鲸 (Escrichtius robustus) 等物种的个体均已成功实现人工哺育。不同鲸类乳汁的脂肪含量差异很大；宽吻海豚 (Tursiops spp) 乳汁脂肪含量约为 17%（是大多数鳍足类乳汁的一半），白鲸 (Delphinapterus leucas) 乳汁脂肪含量为 27%，港湾鼠海豚 (Phocoena phocoena) 乳汁脂肪含量为 46%，须鲸类蓝鲸 (Baleanoptera musculus) 乳汁脂肪含量为 42%。以商业代乳品为基础并添加磨碎鱼肉和油脂的配方，已成功用于通过羊奶嘴或胃管喂养宽吻海豚和港湾鼠海豚。
新生海牛出生后不久就开始啃食海草，但自然哺乳时长最长可达 18 个月。它们可以用人工乳喂养并提早断奶；然而，使用不当的配方常会导致腹泻、便秘和肠炎等胃肠道问题。
新生海獭从出生起就可依靠人工配方日粮实现成功人工哺育。它们最初应进行瓶喂，在 4~6 周大时除配方奶外可提供固体食物。海獭的人工哺育极具挑战性，且由于海獭极易产生印记行为，若尝试人工哺育，应咨询专家。
新生北极熊属于极度晚成性动物，由于其免疫系统似乎不成熟，因此人工哺育极具挑战性。大多数人工哺育的幼兽会经口给药和肠外注射北极熊血清，以辅助提升免疫反应。北极熊乳汁脂肪含量高（31%），且乳糖含量极低。已成功使用以鲜奶油或油脂为基底的配方，或使用市售犬用代乳品配方作为主要成分对北极熊进行人工哺育。
海洋哺乳动物的硫胺素缺乏症
由于任何食鱼动物都可能发生硫胺素缺乏症，因此任何以冷冻鱼类为主食的动物都应补充硫胺素。食物中的硫胺素会被所喂食鱼类中的硫胺素酶或抗硫胺素物质的活性所破坏。如果鱼在喂食前放置时间过长，这些活性酶也会破坏添加到鱼中的补充硫胺素。
硫胺素缺乏症的临床症状主要是中枢神经系统紊乱。患病动物可能会出现厌食、胃反流或共济失调。病情可进展为癫痫发作、昏迷和死亡。
出现硫胺素缺乏症迹象的动物注射盐酸硫胺素（最高 1 mg/kg, IM）后通常在 24 小时内即可快速好转，随后进行经口给药补充。控制措施通常包括按 25 mg/kg 日粮的比例补充硫胺素，最好在主饲喂前 2 小时给予。
海洋哺乳动物的维生素 E 缺乏症（脂肪炎、白脂病）
维生素 E 的抗氧化特性被认为在维持细胞膜完整性方面起着重要作用。鱼类储存过程中的氧化过程会破坏维生素 E 和其他抗氧化剂。脂肪炎已在海豹科动物中通过实验诱发，且怀疑维生素 E 缺乏与低钠血症之间存在关联。
圈养食鱼动物通常按高达 100 mg/kg 日粮的比例经口给药补充维生素 E，这通常能维持较高的血清维生素浓度。如果饲料鱼储存和解冻得当，这似乎并非必要。
海洋哺乳动物的低钠血症（盐缺乏症、艾迪生病）
鳍足类动物的低钠血症与肾上腺衰竭和艾迪生病的发展密切相关，这使得该综合征与环境应激源有关，而非单纯的原发性盐缺乏。它在淡水展区饲养的鳍足类动物中最常见，但也可见于饲养在海水中的动物。它在海豹科动物中更为常见，但也发生在海狮科和其他海洋哺乳动物中，特别是如果食物在水中解冻，钠元素会随水流失，大幅提升发病风险。
症状包括周期性虚弱、厌食、精神沉郁、协调障碍、震颤和惊厥。血清钠浓度可降至 < 140 mEq/L。重症患病动物可能会陷入艾迪生危象，这可能是致命的。
紧急治疗包括氯化钠输注和替代 皮质类固醇。晚期病例的长期管理需要补充盐皮质激素，联合经口给药氯化钠补充剂，并定期监测血清钠浓度。对于饲养在淡水池中的圈养鳍足类动物，为其提供海水池并在日粮中补充氯化钠（3 g NaCl/kg 食物）应视为次选方案。补充盐分的动物应能持续获得淡水。
海洋哺乳动物的组胺中毒（鲭鱼中毒）
鲭鱼类（如鲭鱼和金枪鱼）及其他深色肉鱼类即使在低温冷冻下保质期也很短。由鱼肉中大量组氨酸经细菌脱羧作用形成的组胺等多种物质复合物，是导致受影响海洋哺乳动物出现组胺中毒症状的原因。非鲭亚目鱼类（如处理不当的鲱鱼、凤尾鱼或沙丁鱼）也可引起组胺中毒。它在鳍足类动物中最常见，但也见于其他海洋哺乳动物。
临床症状包括厌食；精神沉郁；口腔或喉咙红肿；结膜炎和流泪增多；以及心悸。偶尔可见呕吐、腹泻、瘙痒、荨麻疹或表明腹痛的姿势。
包括西咪替丁在内的抗组胺药可以缓解临床症状，但该病通常具有自限性，动物在 2~3 天内恢复采食。在更严重或急性病例中，肾上腺素可有效对抗组胺反应。可的松和盐酸苯海拉明在出现呼吸困难时可能有益。控制措施包括避免在日粮中使用鲭鱼类，或者在使用时密切注意其质量、储存和处理。
海洋哺乳动物的铁蓄积病（血色病）
铁蓄积病最常见于圈养的鲸类和鳍足类动物，与高铁日粮有关。过量的铁在肝脏中以铁蛋白和含铁血黄素的形式自然储存，过量则可能导致肝脏疾病（例如肝炎或血色病）。该病最常见于宽吻海豚，在北海狗和加州海狮中也有报道。
铁蓄积病的特征是血清铁和铁蛋白水平升高，转铁蛋白饱和度 >50%。肝酶（ALT 和 AST）活性以及甘油三酯、胆固醇和球蛋白的浓度通常也会升高。
治疗方法是减少日粮中的铁含量，主要通过日粮调整，包括减少维生素 C 的摄入。放血疗法已被用于更快速地降低铁含量，短期内可能有效，但长期日粮调整对于预防复发也是必要的。
