地球科學
在蒼茫的宇宙之中，迄今為止，隻發現地球上有人類繁衍生息，這不能不說是地球的獨特與幸運。地球科學是行星科學的分支，它是以人類之家——地球係統（包括大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空間）演變的過程與變化及其相互作用為研究對象的科學體係。從不同角度對地球內外不同圈層和範圍進行研究而形成的各個學科，則是地球科學體係的分支和組成部分。由於地球科學係統本身的複雜性，深入研究其某一部分的學科便不斷形成、發展，有的則逐漸分化形成相對獨立的學科。與此同時，基於地球各部分（大氣、水、岩石和生物）之間存在的客觀聯係，特別是不同學科或方法的互相借鑒、交叉與滲透，逐漸形成一些新的交叉或邊緣學科。這樣一來，由地球科學便延伸出了眾多的分支及相關學科，組成了一個複雜的科學體係。目前多數學者認為，地球科學主要包括地理學、地質學、大氣科學、海洋科學、水文科學、固體地球物理學，而環境科學和測繪學也與地球科學有著極為密切的關係。這些學科的最終目的就是解決這樣一個問題：地球是如何演化的？這些過程又對生命產生怎樣的影響？
海洋約占地球表麵積的71%海洋科學
現代海洋科學的研究體係，大體可以分為基礎性學科研究和應用性技術研究兩部分。基礎性學科是直接以海洋的自然現象和過程為研究對象，探索其發展規律；應用性技術學科則是研究如何運用這些自然規律為人類服務。
海洋
海洋中發生的自然過程，按照內秉屬性，大體上可分為物理過程、化學過程、地質過程和生物過程四類，每一類又是由許多個別過程所組成的係統。對這四類過程的研究，相應地形成了海洋科學中相對獨立的四個基礎分支學科：海洋物理學、海洋化學、海洋地質學和海洋生物學。
海洋物理學是運用物理學的理論、技術和方法研究發生於海洋中的各種物理現象及其變化規律的學科。它主要研究海洋中的物理現象及其變化規律，並研究海洋水體與大氣圈、岩石圈和生物圈的相互作用，為海況和天氣的監測及預報提供依據；研究海洋中的聲、光、電現象和過程，以掌握其變化和機製；研究海洋探測的各種物理學方法和技術，從而實現有計劃地在海上進行現場的專題觀測和實驗，促進海洋物理學的發展。通過這三方麵的研究，形成了海洋物理學中一係列的分支學科，其中主要的有物理海洋學、海洋氣象學、海洋聲學、海洋光學、海洋電磁學和河口海岸帶動力學等。
海洋化學是運用化學原理和化學技術，研究海洋各部分的化學組成、物質分布、化學性質和化學過程的學科。海洋化學包括化學海洋學和海洋資源化學等分支。化學海洋學是從化學物質的分布變化和運移的角度，來研究海洋中的化學問題的，有區域性特點。它既研究海洋中各種宏觀化學過程，如不同水團在混合時的化學過程，也研究海洋環境中某一微小區域的化學過程，如表麵吸附過程。海洋資源化學主要研究從海洋水體、海洋生物體和海底沉積層中開發利用化學資源的化學問題。此外，開發海洋的工程設施，存在一些亟待解決的化學問題，比如金屬在海水中的腐蝕，防止生物對設備或船體的附著等。
海洋考察
海洋地質學是研究地殼被海水淹沒部分的物質組成、地質構造和演化規律的學科。研究內容涉及海岸與海底的地形、海洋沉積物、海底岩石、海底構造、大洋地質曆史和海底礦產資源。它是地質學的一部分，又與海洋學有密切聯係，是地質學與海洋學的邊緣科學。
海洋生物學是研究海洋中一切生命現象和過程及其規律的學科，主要研究海洋中生命的起源和演化，海洋生物的分類和分布、形態和生活史、生長和發育、生理和生化、遺傳等，特別是進行生態的研究，以闡明海洋生物的習性和特點與海洋環境之間的關係，揭示海洋中發生的各種生物學現象及其規律，為開發、利用和發展海洋生物資源服務。海洋生物學包括生物海洋學、海洋生態學等分支學科。
如同自然科學中的其他學科一樣，一方麵，海洋科學的各個基礎分支學科之間相互聯係、依存和滲透，不斷萌生出許多新的分支學科，如海洋地球化學、海洋生物化學、海洋生物地理學、古海洋學等。另一方麵，海洋科學的研究，特別是在早期，具有明顯的自然地理學方向，著重於綜合地研究一個海區中的各種海洋現象，以揭示區域特點、區域環境質量、區域差異和關係，從而形成了區域海洋學。