السفن المصممة والمجهزة لعلوم المحيطات هي سفن بحثية. وهي تحمل الرافعات والمختبرات والأنظمة الصوتية وأماكن الرسو اللازمة لدعم فرق العلماء في البحر لأسابيع أو شهور.

يمكن لسفينة أبحاث نموذجية أن تحمل أجهزة قياس الموصلية والحرارة والعمق (CTD)، وشباكًا، وأجهزة أخذ عينات، ومركبات ذاتية القيادة، ومراسي. وتتيح المختبرات معالجة العينات فورًا لأغراض الكيمياء والأحياء والجيولوجيا. كما تُبقي أنظمة تحديد المواقع الديناميكية السفينة في موقعها حتى في البحار الهائجة. بعض السفن مُدعمة لمقاومة الجليد للعمل في المناطق القطبية، بينما تتخصص سفن أخرى في الصوتيات السمكية أو المسح الجيوفيزيائي.

لا تزال سفن الأبحاث ضرورية رغم نمو المنصات ذاتية التشغيل، لأن العديد من الأجهزة والتجارب لا تزال تتطلب وجودًا بشريًا وقدرة رفع ثقيلة. ونظرًا لارتفاع تكاليف التشغيل، يُخصص وقت السفن بعناية من خلال عروض تنافسية. وغالبًا ما يتقاسم التعاون الدولي تكاليف الرحلات الاستكشافية الكبيرة إلى المناطق النائية.

لا يزال وصول سفينة أبحاث إلى موقع نادر الزيارة يمثل بداية لاكتشافات جديدة.