海洋能源、資源的開發與利用，海洋與全球變化、海洋環境與生態的研究是人類維持自身的生存與發展，拓展生存空間，充分利用地球上這塊最後的資源豐富的寶地的最爲切實可行的途徑。
海洋開發，需要獲取大範圍、精確的海洋環境數據，需要進行海底勘探、取樣、水下施工等。要完成上述任務，需要一系列的海洋開發支撐技術，包括深海探測、深潛、海洋遙感、海洋導航等。
向海洋要淡水已成定勢。淡水資源奇缺的中東地區，數十年前就把海水淡化作爲獲取淡水資源的有效途徑。美國正在積極建造海水淡化廠，以滿足人們目前與將來對淡水的需求。全世界共有近8000座海水淡化廠，每天生產的淡水超過60億立方米。俄羅斯海洋學家探測查明，世界各大洋底部也擁有極爲豐富的淡水資源，其蘊藏量約佔海水總量的20%。這爲人類解決淡水危機展示了光明的前景。
深海是指深度超過6000米的海域。世界上深度超過6000米的海溝有30多處，其中的20多處位於太平洋洋底，馬裏亞納海溝的深度達11000米，是迄今爲止發現的最深的海域。深海探測，對於深海生態的研究和利用、深海礦物的開採以及深海地質結構的研究，均具有非常重要的意義。美國是世界上最早進行深海研究和開發的國家，“阿爾文”號深潛器曾在水下4000米處發現了海洋生物羣落，“傑遜”號機器人潛入到了6000米深處。1960年1月，美國的“迪裏雅斯特”號潛水器首次潛入世界大洋中最深的海溝——馬裏亞納海溝，最大潛水深度爲10916米。科學家乘坐“的裏雅斯特”號深海潛水器，首次對成功地下潛至馬裏亞納海溝最深處進行科學考察。令人驚奇的是，在這樣的海底，科學家們竟看到有一條魚和一隻小紅蝦在遊動！在2008年9月，美日合作研發的“馬里亞納”號深海潛艇潛入世界大洋中最深的海溝——馬裏亞納海溝頂部，最大潛水深度爲10034米。2012年3月，美國好萊塢著名導演詹姆斯-卡梅隆獨自乘坐潛艇“深海挑戰者”號，下潛近11千米，探底西太平洋馬裏亞納海溝。關島當地時間26日7:52，即北京時間5:52，卡梅隆成功下潛至世界海洋的最深處——馬裏亞納海溝的挑戰者海淵底部，當地時間26日上午返回水面。這是人類第二次探底馬裏亞納海溝，卡梅隆是單槍匹馬潛至這一“地球最深處”的第一人。活動合作方美國國家地理學會說，卡梅隆於約兩小時後潛至10898米深處，探底馬裏亞納海溝。海溝底部是永恆黑暗，溫度只有幾攝氏度，水壓相當於大約1000個大氣壓。卡梅隆在洋底探險3小時有餘，收集生物和地質樣本、拍攝圖片和視頻。
1997年，中國利用自制的無纜水下深潛機器人，進行深潛6000米深度的科學試驗並取得成功，這標誌着中國的深海開發已步入正軌。
海洋遙感技術，主要包括以光、電等信息載體和以聲波爲信息載體的兩大遙感技術。
海洋聲學遙感技術是探測海洋的一種十分有效的手段。利用聲學遙感技術，可以探測海底地形、進行海洋動力現象的觀測、進行海底地層剖面探測，以及爲潛水器提供導航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。
海洋遙感技術是海洋環境監測的重要手段。衛星遙感技術的突飛猛進，爲人類提供了從空間觀測大範圍海洋現象的可能性。美國、日本、俄羅斯等國已發射了10多顆專用海洋衛星，爲海洋遙感技術提供了堅實的支撐平臺。
