中國科學院實驗海洋生物學重點實驗室
實驗室由著名海洋生物學家曾呈奎院士等創建，在海洋生物學科領域擁有70年的研究歷史，是我國第一個海洋科學研究領域的部級重點實驗室，也是我國海洋生物技術與開發的重要基地。2001年獲批中科院重點實驗室，建有海洋生物制品開發技術國家地方聯合工程研究中心等。設有海洋生物遺傳發育基礎與種質資源保護利用、海洋生物關鍵代謝過程與生物基煉制、海洋生物免疫防御與生物安保三大研究方向，圍繞我國海洋生物資源可持續利用的重大科技問題，深入揭示海洋生物繁殖發育、生長代謝、生理生化、免疫防御和遺傳變異等生命活動規律，發展海洋生物高新技術，為我國海洋生物資源的高效持續利用提供科學依據、技術保障和人才支撐。現有固定人員128人，其中研究員35人、副研究員53人。
主 任：孫黎
副主任：王廣策 王斌貴
中國科學院海洋生態與環境科學重點實驗室
實驗室在原海洋生態、海洋環境科學等研究室基礎上組建，發展歷史悠久、研究實力雄厚、學科建設完善、儀器設備先進，曾獲得包括國家技術發明獎在內的多項科技獎勵，為我國海洋生態與環境科學的發展作出了許多開創性和奠基性的貢獻。2001年獲批中科院重點實驗室，2014年起牽頭建設成立青島海洋科學與技術試點國家實驗室海洋生態與環境科學功能實驗室。目前實驗室以海洋生態系統關鍵過程與環境、資源效應為主線，圍繞海洋生態系統關鍵生物生產過程、海洋生態系統關鍵生物地球化學過程、海洋生態環境演變機理及其效應三個研究方向開展相關研究。現有固定人員80人，其中研究員25人、副研究員25人。
主 任：俞志明
副主任：于仁成 李才文
中國科學院海洋環流與波動重點實驗室
實驗室由著名物理海洋學家毛漢禮院士等老一輩科學家早期建立的海洋物理研究室發展而來，前身為2000年物理海洋學研究室、海洋環流與海氣相互作用研究實驗室合并而成的海洋環流與波動開放研究實驗室，在物理海洋學領域有60多年的研究歷史，研究實力雄厚、學科建設完善、儀器設備先進，為我國物理海洋學尤其是海洋環流發展作出了許多開創性貢獻，具有帶動和引領作用。2006年獲批籌建中科院重點實驗室，2008年正式入列。實驗室面向國家需求和國際前沿，重點開展海洋環流動力學過程及其氣候環境效應、海洋波動及其相關動力過程、海洋系統模擬、遙感探測和大數據挖掘等研究。現有固定人員84人，其中院士1人、研究員25人、副研究員32人。
主 任：尹寶樹
副主任：袁東亮 張榮華
中國科學院海洋地質與環境重點實驗室
實驗室由著名海洋地質學家秦蘊珊院士等創建，前身為中國科學院海洋研究所海洋地質與地球物理研究室，是我國最早的海洋地質科學研究集體，在海洋地質領域有60多年的研究歷史。2006年獲批籌建中科院重點實驗室，2008年正式入列。實驗室立足國際地球系統科學前沿和國家重大需求，聚焦西太平洋及鄰域的地質過程及其資源環境效應這一重大基礎性科學問題，開展海岸帶、淺海、深海和極地調查，進行多學科、跨尺度綜合研究，主要研究方向為大陸邊緣地質演化與資源潛力、全球變化的海洋記錄與沉積過程以及深海極端環境的地質過程與探測技術。現有固定人員71人，其中研究員15人、副研究員23人。
主 任：曾志剛
副主任：萬世明 董冬冬
中國科學院海洋環境腐蝕與生物污損重點實驗室
實驗室在海洋腐蝕與防護領域有60年的發展歷史，在海洋鋼鐵設施的腐蝕、生物污損及防護方面，做出了許多基礎性和開創性的工作。2013年獲批中科院重點實驗室，依托實驗室建有國家海洋腐蝕防護工程技術研究中心、山東省腐蝕科學重點實驗室等研究平臺。實驗室針對建設海洋強國和“一帶一路”倡議對防腐、防污的重大需求，重點開展海洋污損生物腐蝕的關鍵過程、機理和防護技術研究，不同海洋環境因子對腐蝕作用的過程和機理研究，以及研制開發海洋腐蝕防護與監檢測技術。現有固定人員40人，其中院士1人、研究員14人、副研究員10人。
主 任：張盾
副主任：黃彥良 段繼周
海洋生物分類與系統演化實驗室
海洋生物分類學是海洋所自建所起孕育形成的特色學科，匯聚了曾呈奎、劉瑞玉、鄭守儀院士為代表的一大批領頭分類學家，創建起全國海洋生物門類最為齊整、研究力量最為雄厚的分類學和生物多樣性研究團隊，涉及了我國幾乎所有重要海洋生物門類的分類研究，是我國海洋生物多樣性研究的中心和策源地。實驗室重點開展中國海及西太平洋生物分類學、系統發育，以及海洋生物多樣性與進化研究。近年來，深海和近海研究并舉，在西太平洋海山、熱液和冷泉等深海系統的生物多樣性探測與研究領域取得重要進展，獲得大量新發現，已形成重要國際影響。現有固定人員36人，其中院士1人、研究員7人、副研究員19人。
主 任：徐奎棟
副主任：王少青
深海極端環境與生命過程研究中心
中心成立于2017年12月，研究領域聚焦于深海典型系統，包括海山、熱液、冷泉等系統，以深海化能生態系統為突破口理解生命起源、物種進化等科學問題，從海洋系統角度開展地質過程—化學過程—生物過程綜合性研究，強調極端環境對生物的制約以及特殊生命過程對極端環境的適應，強調科學目標引領下的技術研發。主要研究方向包括板塊俯沖工廠、深海環境探測與長期監測深海極端環境生物多樣性、深海特殊生命過程及其對極端環境的適應機制、極端環境下水體和沉積物等微生物參與的生物地球化學過程、深海極端環境的長周期觀測設備及原位環境探測技術裝備研發等。現有固定人員20人，其中研究員7人、副研究員6人、高級工程師2人。
主 任：孫衛東
《科學新聞》 (科學新聞2020年8月刊 碩果)