Schepen die ontworpen en uitgerust zijn voor oceanografisch onderzoek zijn onderzoeksschepen. Ze beschikken over de lieren, laboratoria, akoestische systemen en slaapgelegenheden die nodig zijn om teams van wetenschappers weken of maandenlang op zee te ondersteunen.

Een typisch onderzoeksschip kan CTD's, netten, boorkernen, autonome voertuigen en verankeringen inzetten. Laboratoria maken onmiddellijke verwerking van monsters mogelijk voor chemisch, biologisch en geologisch onderzoek. Dynamische positioneringssystemen houden het schip op zijn plaats, zelfs bij ruwe zee. Sommige schepen zijn ijsversterkt voor poolonderzoek; andere zijn gespecialiseerd in visserijakoestiek of geofysisch onderzoek.

Onderzoeksschepen blijven onmisbaar, ondanks de opkomst van autonome platforms, omdat veel instrumenten en experimenten nog steeds menselijke aanwezigheid en hijscapaciteit vereisen. De operationele kosten zijn hoog, waardoor de beschikbare scheepstijd zorgvuldig wordt verdeeld via concurrerende offertes. Internationale samenwerking draagt ​​vaak bij aan het delen van de kosten van grote expedities naar afgelegen gebieden.

De aankomst van een onderzoeksschip op een zelden bezochte locatie markeert nog steeds het begin van nieuwe ontdekkingen.