Tàu lặn là một phương tiện nhỏ, thường có người điều khiển, được thiết kế để lặn sâu xuống dưới mặt biển. Khác với tàu ngầm, tàu lặn thường cần tàu hỗ trợ để hạ thủy, thu hồi và sạc pin, và nó hoạt động trong vài giờ chứ không phải vài tuần.

Vỏ tàu chịu áp lực dày, thường có hình cầu để tăng độ bền, bảo vệ người bên trong. Các cửa sổ quan sát, động cơ đẩy, cánh tay robot và cảm biến khoa học cho phép quan sát và lấy mẫu. Những tàu ngầm nổi tiếng như Alvin đã đưa các nhà khoa học đến các miệng phun thủy nhiệt, rãnh sâu và xác tàu Titanic. Nguồn điện pin, hệ thống hỗ trợ sự sống và liên lạc với mặt nước giới hạn thời gian lặn.

Tàu ngầm có người điều khiển mang lại khả năng quan sát vượt trội để thực hiện các thao tác phức tạp và ra quyết định trong thời gian thực. Chúng được bổ sung bởi các phương tiện điều khiển từ xa và tự hành, có thể ở dưới nước lâu hơn và đến những nơi quá nguy hiểm đối với con người. Trải nghiệm nhìn ra ngoài cửa sổ quan sát một miệng phun khói đen đang hoạt động hoặc một loài động vật chưa từng thấy trước đây tiếp tục truyền cảm hứng cho cả giới khoa học và công chúng về đại dương sâu thẳm.

Trên thế giới chỉ có vài chục tàu ngầm có người lái có khả năng đạt đến độ sâu cực lớn.