培養滅油細菌，高速淨化海水現在工業的飛速發展嚴重汙染了海洋環境。工業排汙、放射性傾廢、石油開采運輸油漏等已給沿海生物構成了災害性威脅。然而又沒有十分有效的根治手段。據觀察研究，有些海洋微生物對消除油汙、淨化海水起著巨大作用。最近專家們已從吞食浮油生物中挑選了4種不同類型的菌株，把它們消化石油能力的基因，用生物遺傳工程綜合在一起轉移到一種菌株中去，創造出新型雜交菌株。這種新菌種能分解和破壞各種石油烴，把原油中70％的烴基消耗掉，而且分解石油能力之強、速度之快、效率之高，都是現在已知的任何微生物望塵莫及的。自然菌種消化浮油一般需要一年以上的時間，而這種新菌種隻需幾小時就足夠了。這種遺傳工程技術已在目前海洋環境保護、消除石油汙染方麵獲得了突破性進展。
生物采礦海洋是個碩大無比的礦源寶庫，從海水到洋底都含有豐富的貴重金屬和稀有金屬。微生物學的研究發現，有些微生物對某些金屬有著特殊的親和力，它們能從海水或海底礦物中分離出金屬。科學家們利用微生物這一特性，結合生物遺傳術，已培育出了能攝食貴重金屬的新菌種，用於某些海洋金屬的開采和回收，從而實現了生物采礦。
淡化海水海水淡化是目前頗受各國重視的重大研究課題，特別是對沿海沙漠缺水國家。淡化的目的是降低海水鈉鹽含量而得到民用淡水。由於海水淡化工藝複雜、成本昂貴，還不能大規模推廣應用，為此最近有人設想，采用遺傳工程術培育一種能濃縮鈉鹽的微生物，為海水淡化開辟新路子，以簡化其程序和降低成本。
培育耐鹽堿植物，變荒灘為稻田渤海、黃海西岸一望無際的平原海灘，由於鹽堿影響幾乎一片荒蕪。不過在其上的沼澤鹹水地上，也偶爾能發現零星的某種開花高等植物，由於長年適應，它們已有耐受高濃度鹽堿和借陽光淡化海水的奇異功能。現在有人就想借遺傳工程技術，把這些耐鹽堿植物的脫氧核糖核酸分子引進現有農作物中去，把荒灘變為米糧川，使“鹽水農業”變為現實，從而也為消除日益蔓延的農業土壤鹽堿化危害提供了可能性。到那時，祖國今天千裏荒漠的海灘，定會變成稻花飄香、生機盎然的綠色海濱平原。
開發海底多金屬軟泥資源
多金屬軟泥是深海底的一種富含鐵、錳、鉛、鋅、銀、金等多種金屬的未固化泥質沉積物。金屬在泥中多以硫化物和碳酸鹽形式存在。把這種軟泥經過提煉後就可得到所需金屬。這種軟泥不像多金屬結核那樣普遍存在，而是隻局限於紅海中部深度大約2000米的底部和東太平洋海嶺中部某些凹陷區，以及印尼外海布努維西海底火山區。在軟泥層之上還覆蓋著高溫高鹽的海水。目前發現，全世界約有1億平方千米的海底分布有重金屬軟泥，而且它也是活礦床。據估計，它們以5毫米／千年速率增長。在1億平方千米的麵積上，僅銅一項1000年可淨增5000萬噸。目前已知的海底重金屬軟泥礦已有11處。德國已研製成功了一種開采多金屬軟泥的設備：即在采礦船下拖曳一根2000米長的鋼管，管底端裝一抽吸裝置。該吸礦管把含有海底重金屬軟泥的海水吸到采礦船上，經過去水處理，最後可得含32％鋅、5％銅、0074％銀的濃縮金屬混合物。
水聲技術
我們知道，在空氣中能夠有效承擔通訊與探測任務的主要是長波、中波、短波、超短波、微波、紅外線、紫外線等形形色色的電磁波。可這些電磁波一旦接觸到海水便衰減得極快，而且波長越短，損失越大。同時，海水對光波的吸收與散射也極其嚴重，人們潛到海中望月就如同霧裏看花，至於幾千米的深海之處，則更是“伸手不見五指”。那麼，人類又是如何對深邃廣闊的海洋進行探測和在海洋中進行信息傳遞的呢?
1826年，瑞士物理學家JD科拉東和法國數學家F·斯圖在日內瓦湖測出水中聲速是1435米／秒。從那時起，人類才知道聲音不僅可以在水下傳播，而且在水下傳播得比在空氣中還要快。1912年，英國的“坦塔尼克”號大客輪在赴美途中撞冰山沉沒，為了尋找沉船，美國科學家費森登設計出世界上第一台回聲探測儀，並於1914年使用這台探測儀發現了3公裏以外的冰山，從此開始了海中探測采用水聲技術的時代。
水聲技術是指研究和開發海洋所采用的聲學技術，一般包括回聲探測、被動探測、聲納重入係統、水聲通訊等。回聲探測設備是利用一組換能器發射聲信號，通過另一組換能器接收從目標反射的回聲信號，再由處理後的信號判斷目標的參數和性質。采用這種原理的水聲設備多種多樣，主要有聲學多普勒海流計、側掃聲納、魚探儀和回聲探測儀等。被動探測設備是用於接收水中傳來的聲信息，並由此判斷發聲體的位置與特性的裝置，目前已廣泛用於監視魚群回遊特性的技術係統，為海洋捕撈提供有價值的數據；同時，利用該設備製成的深海水聽器係統，能夠準確測出水下地震、水下火山爆發的位置及其強度等。聲納重入係統是一種具有搜索、定位及測定距離海底高度的聲納設備，主要用於海底勘探和海底油氣開發。例如，在深海鑽探時必須使鑽探船保持原位，當風暴來臨或出現其他變故，需要拔出鑽頭離開，暫避之後再恢複原位時就需要使用聲納重入係統來找到井口，並引導鑽杆穿過急流落到安置在井口的“漏鬥”內，進入原井口。
水聲通訊則是利用聲波在水下傳遞信息，有近程、中程和遠程之分，最遠距離可達4000多千米。目前，應用最廣的水聲通訊設備包括通訊聲納、水聲應答器和水聲遙控係統等。其中，通訊聲納又叫水電通訊機，它是采用一種特殊的單邊帶技術來傳遞信息。水聲應答器是一種收到聲詢問信號後就能自動回答的聲信號裝置。至於水聲遙控係統實際上是一種傳送信息的通道，常用脈寬、脈衝重複頻率、數字編碼等脈衝調製形式傳輸信息。
現代海底軍事基地
現代海底軍事基地是指在海底建造的用於軍事目的的基地。一般包括水下導彈與衛星發射基地、反潛基地、水下作戰指揮中心和水下武器實驗場等。
現代海底軍事基地通常分為兩大類。一類是設在海底表麵的基地。這種基地采用在現場安裝金屬構造物，或者把建好的金屬構造物放到預定地點等方法建成。這種基地又叫“水下居住站”。另一類基地建在海底以下，即建在海底下麵開鑿的隧道和岩洞裏。這種基地又稱“岩石基地”。
現代海底軍事基地的造型有圓球型、圓柱型、橢圓型等多種，以圓球型最多。由於海底壓力大，圓球型海底軍事基地采用耐高壓的高壓鋼球，有的則把許多耐高壓的鋼球聯結起來，球殼與球殼之間有通道相連，通道口裝有水密門，可根據需要隨時開關。萬一某個球殼破損，將這個球殼兩邊的水密門關閉即可保證其他球殼不受到破壞。球殼上裝有觀察窗、水下照明燈、水下電視及水下機械手，水麵與海底之間有專用深潛艇往複運輸，以幫助海底軍事基地人員回到海麵以及進行食品、器材的補給或運輸新設備。深潛艇到達基地後，就與球殼艙口蓋外邊的裙殼對口，深潛艇上的人員通過裙殼就可進入海底基地，並把器材、供給品送進去；基地人員也可以轉移到深潛艇上去，然後回到水麵。為使水麵上的設施與基地之間經常保持聯係，海底基地上裝有通訊聲納。並且，在海底基地上還裝有小聲源，能連續不斷地發出聲信號。當潛艇收到後，就能跟蹤這個信號，直至接近基地。
海底軍事基地，特別是彈道發射基地，具有得天獨厚的隱蔽性。在水下基地發射導彈可以擊中空中和遠距離的陸地和海上目標。海底基地對於反潛作戰更具有特殊的優勢。因此，發達的軍事強國都在研究和製造深海軍事基地，在深海建立有人控製的反潛基地和作戰指揮中心。有的深潛基地可以設在2000米的深海底，這樣就可以使沿海邊防線向前推進200海裏。迄今為止，美國和前蘇聯建造的海底軍事基地最多。美國從60年代就開始製定一係列建立海底軍事基地的計劃，如“海底威懾計劃”、“深潛係列計劃”、“海床計劃”、“深海技術計劃”等等，並逐個完成。像美國設計的陀螺形“水下居住站”可供5人小分隊在2000米深的海底完成為期20天的任務，這種基地從冰島到非洲西南部大西洋2000米深的海底都有布設，既可作為水下指揮控製中心，又可作為水下觀察站、水下補給基地等。此外，美國還建成了能容納幾千人的海底軍事隧道、可供導彈實驗的核武器實驗場、可供潛水艇和水下武器實驗的“大西洋水下試驗與評價中心”等。
海底隧道、海上機場和跨海大橋
由於海上交通易受天氣變化、港口布局的影響，船舶運載遠非鐵路快捷便利。飛機雖然快捷便利，但運輸大宗貨物時其綜合優越性卻不如鐵路。海底隧道的建成，可以連接隔海地區鐵路幹線與公路幹線，從而達到擴展鐵路運輸網，提高鐵路運輸效能的目的。
海底隧道的施工方法有兩種：一種是在海底的地下，采用鑽機在海床上鑽洞；另一種是沉埋管道，將預先製好的鋼筋水泥管道敷設於海底地麵上，並用特製的鋼架將其固定在海床上。
目前，世界上已建成的最長海底隧道為日本的青函隧道，總長5385千米，其中23千米在海底。該隧道工程采用巨型挖掘機從海峽兩岸同時並進，開鑿直徑4米的窟窿，日進尺2米；每推進30厘米，周框立即裝上拱型鋼架，注進水泥、骨性鉀、矽石混合漿，3分鍾凝固後鋪上鋼筋水泥板。
連接英國與歐洲大陸的英吉利海峽海底隧道，全長53千米，其中38千米在海底40米深的岩層中穿行。該項工程由英法兩國同時從兩岸開挖，采用激光導向，整個工程完全采用流水作業方式，挖下岩土由傳送帶運走，邊挖掘邊加固，隧道的主骨架用拱石築成，鋼筋混凝土拱圈和壁板借助絞合架就位，電纜、通風管道等隨著主體管道的向前延伸而同時延伸。整個工程耗資170億美元。
海上機場是指在海麵上建造飛機場。在海麵上建飛機場，首先可以降低成本，因為海上機場占地費用低於距大城市中心附近的機場用地費；其次可以把噪音和廢氣轉移到海上，減輕對城市的汙染；另外，海上機場周圍數公裏沒有高大建築物，視野開闊，可提高飛機升降的安全性。
目前，海上機場建設的方式主要有四種。第一，填築式，即把陸上大量土石填入淺海，先建成人工島再建機場。第二，圍海式，即在淺海岸邊用堤壩將海灘圍起，抽出海水，再填上土石構成。第三，樁基式，一般是把鋼樁打入海底，機場本身就坐落在鋼管樁墩上。第四，浮體式，利用浮力原理，將巨大鋼製箱體焊接在許多鋼製浮體上，箱體高出海麵作為機場，浮體半潛於水中，支撐著上部重量，整個機場用索鏈錨係於海底。這是海上機場的最新結構，有著良好的開發前景。
跨海大橋一般采用多橋墩支撐鋼架式和少橋墩拉索式鋼鐵大橋。由於海洋環境惡劣、風大浪急，不利於修建多個橋墩，因此現代跨海大橋多采用拉索式鋼鐵吊橋。我國的廈門大橋於1987年始建，1991年5月建成通車。這座47對矩形橋墩撐起的大橋全長6599米。在此橋的建設中我國首次采用了海上大直徑嵌岩鑽孔灌注樁施工法和滑移式鋼架設備，它所選用的預應力材料也具備了國際先進水平。
人工島和海上城市
人工島就是在近岸淺海水域中用人工築成的海島，是局部海域的陸地化。現代工業發達的沿海國家，普遍麵臨濱海一帶人口密集、城市擁擠所帶來的發展難題，興建海上人工島是改善或解決這些老城區發展難題的重要途徑。同時，近海海底油氣的開發也需要興建人工島來安置鑽井設施、采油設施、油氣貯存與處理設施、運輸設施和生活設施等。人工島已成為人類利用海洋空間的重要方式。
人工島的位置一般選在較靠近海岸的海域，水深宜在20米以內。鄰近應有足夠的土石。建島工程主要包括島身填築、環島護岸與島陸交通聯係三個部分。關於島身填築，一般有兩種方法：先拋填後護岸或先圍海後填築。前者適於掩蔽性較好的海域，方法是用駁船運送土石在海上直接拋填。後者適於風浪較大的海域，方法是先將所需水域用堤壩圈圍起來，留必要的缺口，再用駁船運送土石進行拋填，或用挖泥船進行吹填，或用已預製好的大型沉船運至預定海域內下沉，形成沉井，再向沉井內吹填沙土。修建環島護岸時則必須保證護岸具有抗禦波浪、水流及冰淩強烈衝擊的功能，常用的工程結構有斜坡式和直牆式兩種。斜坡式采用斜坡堤，外坡用塊石、混凝土塊或人工異形塊體護麵；直牆式采用鋼板樁牆或鋼筋混凝土板樁牆等，有時還采用鋼板樁格型結構或沉箱、沉井等。島陸之間的交通一般采用棧橋或海底隧道連接，通過皮帶運輸機、管道或纜車等設備傳輸，也可鋪設公路或鐵路運輸。人工島離陸地較遠且又無大宗陸運物資時，常采用船舶運輸，因此島上要設置船舶停靠場所。