為勘查（探礦和勘探）深海底開發了一系列設備和技術，用于尋找資源和研究其周圍環境。這主要涉及遙感設備和技術，因為把裝置送到這些地方遠比采用復雜的生命維持系統容易得多，而人類在完全不適應的環境中又需要這些設備。因此，由母船在水面導引的自行式遙控潛水器可沿海底爬行，或小心穿越景色可與陸地任何地方媲美的嶙峋海山和峽谷。

勘查包括觀察、測量、記錄和采集樣品。照相機和電視利用增光電子設備照射漆黑的海洋，使人類能夠看到海洋深處。目前，正在創建生物照片庫，通過因特網傳播這些照片，使世界各地科學家能夠對比觀察所得。通過重建聲納和地震測深設備獲得的聲學圖像，可利用計算機繪制海底地圖。拖曳側掃聲納可按照預定航跡連續作業數日，以測繪大片海底，或用于勘查個別潛在礦址周圍的詳細地形。地震剖面測量可提供有關海底上下巖石種類和巖層深度的數據。聲音是較好的介質，因為光同無線電波一樣，在水中傳播不遠，但聲音可在聲源幾百，甚至幾千公里以外測到。放置在不同深度的錨系傳感器和沉積物采集器，可探測海流、含氧量和其他化學成份及渾濁度（水中沉積物密度）。在水面上的海洋學研究船能夠通過地球任何地方都可利用的衛星全球定位系統以誤差小于1米的準確度記錄其確切位置。

遙感必須輔以對樣品的直接研究。研究船采集到的樣品往往由岸上研究室進行分析。拖網、抓斗和箱式取樣器等工具用于投入海底，采集海底表面、近底水層和淺表層的生物和地質樣品。必須專門設計和處理這些工具，使提升到水面的動物樣品不致解體。較深層的取樣可借助堆錐四分取樣法、探測法或鉆探法進行。迄今為止，尚未研制出能夠鉆入硬巖50或100米的裝置，而地質學家需要這一能力調查研究天然氣水合物一類的礦床。在過去十年中，基因測試的發展對生物學研究幫助很大，特別是在鑒定物種方面。通過基因測試，科學家能夠更快地鑒定和對比標本，這比在顯微鏡下吃力地檢查每個樣品快許多倍。