يمكن دراسة المحيط بعدة طرق. وينقسم علم المحيطات إلى عدة تخصصات. فيدرس علماء فيزياء المحيط الأمواج، والمد والجزر، والتيارات، وتأثيرات المحيط والغلاف الجوي بعضها على بعض. ويختص علماء كيمياء المحيط بدراسة الخواص المختلفة للمواد الكيميائية في مياه البحر، والتفاعلات الكيميائية التي تحدث في المحيط. ويقوم علماء جيولوجيا البحار وعلماء جيوفيزياء البحار بتحليل الشكل والتركيب المعدني لقاع المحيط، وأيضًا القوى التي شكلت هذا القاع. ويدرس علماء جيولوجيا البحار أساسًا الرواسب والمعالم السطحية لقاع المحيط. ويختص علماء جيوفيزياء البحار بدراسة القشرة المحيطية العميقة. ويدرس علماء الأحياء البحرية وعلماء أحياء البحار الحياة البحرية من البكتيريا المجهرية إلى الثدييات البحرية الكبيرة. ويصمم مهندسو المحيط أدوات، وأجهزة محيطية تستخدم في بحوث المحيط، ويقومون بتطوير الطرق للحصول على الثروات المعدنية، والموارد الأخرى من البحر.