Navele proiectate și echipate pentru știința oceanografică sunt nave de cercetare. Acestea transportă trolii, laboratoare, sisteme acustice și locuri de acostare necesare pentru a sprijini echipele de oameni de știință pe mare timp de săptămâni sau luni.

O navă de cercetare tipică poate folosi CTD-uri, plase, carote, vehicule autonome și puncte de acostare. Laboratoarele permit procesarea imediată a probelor pentru chimie, biologie și geologie. Sistemele de poziționare dinamică mențin nava în poziție stabilă chiar și pe mări agitate. Unele nave sunt întărite împotriva gheții pentru lucrări polare; altele sunt specializate în acustica pescuitului sau în studii geofizice.

Navele de cercetare rămân indispensabile în ciuda creșterii platformelor autonome, deoarece multe instrumente și experimente necesită încă prezență umană și capacitate de transport greu. Costurile de operare sunt ridicate, așa că timpul navei este alocat cu atenție prin propuneri competitive. Colaborarea internațională împarte adesea cheltuielile expedițiilor mari în regiuni îndepărtate.

Sosirea unei nave de cercetare într-un loc rar vizitat marchează încă începutul unor noi descoperiri.