La distribución mundial de los nudibranquios es amplia, habitan desde las aguas frías de los polos hasta aguas tropicales y desde las zonas intermareales hasta grandes profundidades. Los registros actuales evidencian regiones muy marcadas con grandes abundancias de especies, como las costas de Norteamérica, Australia, norte de Europa, Irlanda, Reino Unido, Mar del norte y Mar Rojo.
En cuanto a la ecología, los nudibranquios juegan un papel importante en los ambientes costeros, tanto en zonas intermareales como submareales. Su interacción con otras especies bentónicas, puede modificar la abundancia y distribución de algunas de estas especies ya que los nudibranquios actúan como predadores.
Son considerados como bioindicadores del medio marino, su corto tiempo de vida y su especificidad en la alimentación, los hace sensibles a cambios en el ecosistema, por lo que la alteración o contaminación en sus áreas de distribución puede afectar la presencia de estas especies, es decir que pueden servir como indicadores de contaminación o cambio climático.