海洋地震勘探法能連續作業，並且由於地震波在水中激發接收條件較均一，所以它要比陸上地震勘探效率高、成本低、質量好。因此，人們把海洋地震勘探法看做是進行海上油氣勘探最基本、最主要的方法。
目前，通常使用的海洋地震勘探的人工震源主要是空氣槍震源，一定條件下也采用水槍震源、電火花震源等。近幾年來，海洋地震勘探技術又有了新的進展，建造了高級地震船，采用了最新的三維地震勘探技術。
（2）海洋重力勘探法。海洋重力勘探法是通過裝在船上的重力儀進行測量來實現的。它測量重力場的強度或重力場強度增量，進一步了解沉積岩的厚度和基岩起伏情況，劃分所測區域的區域構造單元，並研究隆起的性質，再與其他物探資料相結合，來圈定油氣遠景區。這種勘探方法通常與地震勘探法同時進行，其投資少、速度快、效率高，是海洋油氣勘探早期中常用的手段之一。
（3）海洋磁力勘探法。海洋磁力勘探法是通過在調查船後或飛機後拖著的磁力儀探測和研究所測海區的磁場異常，以確定海底下磁性基底上沉積層的厚度、地質構造。現已成為尋找石油和天然氣資源的早期判斷手段之一。目前，調查船上用的磁力儀有飽和式磁力儀、核子旋進磁力儀、光泵磁力儀或海上梯度儀等。
上述海上油氣物探方法在國內外都已獲得廣泛應用。
2．鑽井技術
海上鑽井是油氣勘探開發中必不可少的技術手段。它是在海上物探基礎上進行的，是對海底石油和天然氣情況的詳查。通過對鑽井取芯的分析，可搞清地層的岩性和油層的厚度情況。由於海上作業環境條件與陸上完全不同，所以海上鑽井技術難度大、投資多。在海上鑽井必須建造高出海麵、置於海底的各種鑽井平台，把鑽機裝在平台上進行鑽探，稱為固定式鑽井平台。若在海上采用漂浮式的鑽井裝置，即為活動式鑽井平台。自20世紀70年代中期以來，海上油氣鑽井技術逐漸向著自動化方向發展，在鑽井設備的自動化和自動控製技術方麵都獲得新的突破，完善了一整套鑽井計算機控製係統與網絡，以及異常地層壓力控製與預測技術和隨鑽測量係統，使用了高精度的衛星、無線電和聲學定位技術，衛星數據傳輸通信技術和高精度的動力定位技術等。
海上鑽井數量和鑽井水深是鑽井技術水平的綜合反映。從國家來看，近年海上油氣鑽井50口以上的有17個國家，其中，美國、英國、印度和印度尼西亞的海上油氣鑽井數超過100口。