Η εξερεύνηση του ωκεανού — του τελευταίου συνόρου της Γης — απαιτεί ένα εξελιγμένο όπλο εξοπλισμού, οχημάτων και εξειδίκευσης. Από τον ηλιοφωτεινό επιφανειακό στρώμα μέχρι τις συντριπτικές πιέσεις της αδικής ζώνης, κάθε αποστολή βασίζεται σε μια συντονισμένη σουίτα τεχνολογιών.
Τα bemanned υποβρύχια (όπως το Άλβιν) και τα υποβρύχια μεταφέρουν ανθρώπους στη βάθος. Τα Απομακρυσμένα Λειτουργούμενα Οχήματα (ROV) είναι δεδεμένα ρομπότ που πιλωτούνται από την επιφάνεια, ιδανικά για ακριβή χειρισμό και ρεαλ-time βίντεο. Τα Αυτόνομα Υποβρύχια Οχήματα (AUV) λειτουργούν ανεξάρτητα, ακολουθώντας προγραμματισμένες διαδρομές για χαρτογράφηση εκτεταμένων περιοχών ή συλλογή μακροχρόνιων δεδομένων.
Μια σειρά αισθητήρων μετρά κρίσιμες παραμέτρους: οι CTD profilers παρακολουθούν την Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (αλιμυρότητα), Θερμοκρασία και Βάθος. Άλλοι εντοπίζουν διαλυμένο οξυγόνο, pH, θρεπτικά, θολερότητα και συγκεκριμένους χημικούς tracers. Οι Ακουστικοί Δόπλερ Προφίλερ Ρευμάτων (ADCP) χαρτογραφούν την κίνηση του νερού σε 3D.
Τα ραδιοκύματα δεν διεισδύουν στο νερό. Τα ακουστικά modem και τα συστήματα υποβρύχιου τηλεφώνου (UQC) επιτρέπουν την επικοινωνία. Για πλοήγηση, τα επιφανειακά πλοία χρησιμοποιούν GPS· υποβρύχια, η Long Baseline (LBL) και η Ultra-Short Baseline (USBL) ακουστική τοποθέτηση, συν Ακέραια Συστήματα Πλοήγησης (INS) και Δόπλερ Ταχογραφικά Καταγραφικά (DVL), παρέχουν διορθώσεις θέσης.
Υψηλής ανάλυσης κάμερες (συχνά με ισχυρά LED φώτα), multibeam sonar (για υψομετρική χαρτογράφηση), side-scan sonar (για υφή θαλάσσιου εδάφους) και sub-bottom profilers (για στρώματα ιλύος) αποκαλύπτουν το κρυμμένο θαλάσσιο τοπίο.
Τα μπουκάλια Niskin και οι χειριστές ROV συλλέγουν νερό, ιλύ, βράχο και βιολογικά δείγματα. Οι προβλέψεις καιρού/ωκεανογραφίας (κύματα, ρεύματα, πάγος) είναι κρίσιμες για ασφαλείς επιχειρήσεις. Ο εξοπλισμός ασφαλείας (ένδυμα βύθισης, σκάφη نجاة, EPIRBs, υπερβαρικές θόλες) προστατεύει τις πληρώματα. Τελικά, απαιτείται μια πολυεπιστημονική ομάδα — θαλάσσιοι βιολόγοι, γεωλόγοι, χημικοί, μηχανικοί, πιλότοι και ναύτες — για να σχεδιάσουν, εκτελέσουν και ερμηνεύσουν κάθε αποστολή.
