用遙感的方法可以“一目十行”地觀測海洋，可是測得的數據並不完全反映海麵的實際情況，顯得比較粗糙。它的優點是有全局觀點，測量的效率非常高，幾乎能同時測出整個地球海洋不同海域的情況，還能連續不斷地測量。如果用調查船在海麵上測量，隻能測到航線附近海域，而且效率很低，船走到下一個點時上一個點的海況已經變了，得不出同步觀測和連續觀測的結果，遇到狂風暴雨還不能作業。而在某個固定點進行的觀測，雖然能得到連續真實數據，但是隻能在有限的點觀測。
看來這三種辦法各有利弊，不能互相代替，就像象棋裏的車、馬、炮一樣，各有各的用途。
海底兩萬裏不是幻想
100年前法國科普作家凡爾納幻想人能坐在船裏潛行兩萬裏，這在當時是難以想象的。可是他的這個幻想今天已經實現了。現在能夠在海裏潛行的船，除了在戰爭中攻擊敵方艦船的潛艇外，兼有調查研究、工程用途的潛水器也已經發展成一個大家族了。
聲波固然能從海麵探測萬米深淵，可是聲波的波長還是太大，看不清楚海底的細微結構，更不可能從海底采集標本。人需要潛入深淵去直接觀察海底，把海底的東西拿到海麵上來。海水的巨大壓力是人類潛入深海的主要障礙。
早在20世紀60年代，科學家就發明了潛水器。比利時人皮卡爾父子研製的“的裏雅斯特”號載人潛水器，在西太平洋馬裏亞納海溝中的挑戰者海淵，用了4小時38分成功地潛到世界最深處，記下了10916米的深度（後來經過精確測量，這個世界最深的海溝的深度應該是11033米）。小皮卡爾和美國人沃什操縱這艘潛水器穩當地坐在挑戰者海淵底部的軟泥上，發現在這萬米深淵裏仍然有水母、魚等生物。早年研製的一些潛水器曾屢建奇功。它們考察過大西洋陡峭的海嶺，發現海嶺上布滿了裂穀；探查過紅海深處最新的裂縫，看到了海底的熱泉；用載人潛水器還找到了沉沒在深海裏的核潛艇，打撈上來丟失在海底的氫彈。這些潛水器有耐壓殼體，像“的裏雅斯特”號的載人壓力艙是近乎球形的，直徑2米，壁厚127毫米，用來抵禦1000個大氣壓的水壓。即使用了這麼厚的殼體，潛到10000米深處時還是被壓縮了1.5毫米。潛水器內有電池供電，有自航能力，載人艙裏有足夠的空氣，裝有觀察窗、聲呐、攝影機和簡單的機械手，另有一個裝有比水輕的液體的浮力艙，還有一些可以拋棄的壓載重物，用來控製升降。載人潛水器由人操縱，可以載2～4人。
載人潛水器必須考慮人的安全和生存問題，因而成本很高，用作探險工具還可以，在水下工程中廣泛使用就不合算了。因此研製了有纜的無人潛水器，或者叫做遙控潛水器，英文簡寫為ROV。這種潛水器不需要人坐在裏麵操作，而是從船上遙控。動力裝置在船上，通過臍帶裏的電纜從母船傳下操縱的信號，供給電能，使潛水器做各種動作，潛水器看到、摸到的情況變成電信號通過臍帶傳上來。因為不存在人的生存問題，在潛水器中除了必需防水的儀器放在比較小的耐壓殼體裏以外，大部分結構、部件都暴露在海水中，水可以自由流動，內外壓力平衡，這些結構和部件就不需要設計成笨重的耐壓設備了。因此，這種潛水器比載人潛水器輕便、便宜得多，樣子更像個雪橇，而不像船。這種潛水器已經普遍用在水下工程中。
有纜潛水器的臍帶往往妨礙它的運動，使它不能離母船太遠，在水下工作時還得提防臍帶纏在什麼東西上。
用聲遙控、遙測來代替臍帶，潛水器就擺脫了電纜。這種無纜無人潛水器可以用聲信號從母船上操縱它的升降、航行、觀測、采樣和操作。
隨著計算機技術的進一步發展，現在已經實現了潛水器的智能化。潛水器能按預先規劃好的程序升降、航行和工作，能規避偶然出現的障礙物，能根據情況作出簡單的判斷。這種潛水器叫做自主潛水器，也叫智能機器人。
現在發達國家已經把無人潛水器產業化，生產出各種淺海用的帶有各種聲學探測儀器、電視攝像機、攝影機、機械手的作業用的無人潛水器，廣泛用於近海工程和海岸工程中。
美國、日本、法國、俄羅斯在最新技術的基礎上又研製了6000米的深海無人潛水器和載人潛水器，帶有多種探測儀器和操作設備，用來調查海底，還用來研究開采深海錳結核和鈷結殼的工藝。
我國比發達國家發展潛水器的時間落後了20年。我國的第一艘載人潛水器是1986年研製的潛艇救援艇，能載4人，排水量35噸，最大下潛深度600米，能在水下與潛艇對接。我國也研製了“海人”等淺海潛水器，可以安裝遙控調焦的電視攝像機和多功能的機械手，已經用來檢查堤壩有沒有裂紋，還可以在海洋油氣開發中使用。
我國“863高技術計劃”支持研製的6000米無人無纜潛水器的完成，使我國的潛水器研製技術登上了一個新台階，它能按預先編好的程序航行和工作，自動避開障礙，會自行診斷故障，也能從海麵上遙控，裝有攝像設備、海洋測量儀器、聲學導航設備和機械手，在太平洋C-C區參加過我國的錳結核調查。
為了研究我們所居住的地球，科學家需要了解地層的結構。由於海洋底下的地層比陸地薄，所以選擇在海洋中用深海鑽探船鑽深孔取岩芯，來研究大洋地殼的組成、結構、成因和曆史。由美國等6個發達國家提供經費，用“格洛瑪·挑戰者”號深海鑽探船從1968年到1983年在世界各大洋鑽了1092個深孔，獲得96000米岩芯。