Fartyg som är konstruerade och utrustade för oceanografisk vetenskap är forskningsfartyg. De bär de vinschar, laboratorier, akustiska system och förtöjningsplatser som behövs för att stödja forskargrupper till sjöss i veckor eller månader.

Ett typiskt forskningsfartyg kan använda CTD:er, nät, kärnborrare, autonoma fordon och förtöjningsplatser. Laboratorier möjliggör omedelbar bearbetning av prover för kemi, biologi och geologi. Dynamiska positioneringssystem håller fartyget på plats även i grov sjö. Vissa fartyg är isförstärkta för polararbete; andra specialiserar sig på fiskeakustik eller geofysisk kartläggning.

Forskningsfartyg är fortfarande oumbärliga trots tillväxten av autonoma plattformar, eftersom många instrument och experiment fortfarande kräver mänsklig närvaro och tung lyftkapacitet. Driftskostnaderna är höga, så fartygstid fördelas noggrant genom konkurrensutsatta anbud. Internationellt samarbete delar ofta kostnaden för stora expeditioner till avlägsna regioner.

Ankomsten av ett forskningsfartyg till en sällan besökt plats markerar fortfarande början på nya upptäckter.