海水淡化潮汐能和海洋矿物
长久以来都是食物的来源食盐，海洋正日益成为水资源的来源水、化学品及能源．1967年基韦斯特佛罗里达州。这是美国第一个城市完全由海水供应，从植物每天生产超过200万加仑的精炼水。镁是提取从19世纪晚期的地中海;目前几乎所有的金属镁都在使用美国是从海上开采的自由港德克萨斯州。许多雄心勃勃的方案可供使用潮汐能但这种类型的第一个主要水文工程直到1967年才完成，当时在密西西比河上安装了大坝和发电设备兰斯河在布列塔尼。海底和大陆架以下的地层也是来源矿物财富。锰氧化物的结核，在水下的过程中明显形成风化的火山岩，已被发现在密集的浓度，总丰度为1011吨。除了锰，这些结核还含有铜、镍、钴、锌和钼。到目前为止，石油和气体是海底出产的最有价值的产品。
海洋深度测量法
现代测深图显示，大约20%的大陆表面被淹没形成大陆架。这些冰架加起来有非洲那么大。大陆斜坡从大陆架的外缘向海底的深海平原倾斜，几乎到处都是海底峡谷的沟壑。这些峡谷被切割的深度海平面似乎排除了它们是被普通溪流切割的淹没山谷的可能性。更有可能的是，峡谷被浊流侵蚀，密集的泥和水的混合物在峡谷的头部以泥石流的形式产生，然后从峡谷底部倾泻而下。
太平洋剖面盆地之前和期间二战期间结果发现了数百个高出地面1000米以上的孤立凸起。特别令人感兴趣的是截断锥状的海山平顶部在地表以下1.6公里到几百米之间。哈里·赫斯把平顶海山(guyots)解释为火山山，它们在下沉到现在的深度之前，被海浪的作用刨平了。随后在夏威夷西部的钻井证实了这一观点;顶部的岩石样本中含有白垩纪时代的化石，代表着生活在浅水中的造礁生物。
海洋环流、洋流和波浪
在20世纪早期Vilhelm Bjerknes挪威气象学家沃尔弗里德·埃克曼瑞典物理海洋学家，他调查了动力学的海洋环流和发展的理论原则，影响了后来的海流研究。Bjerknes表明，由海水密度不均匀引起的压力差引起的非常小的力可以启动并保持流体运动。埃克曼分析了风和地球的电流旋转。他的理论是均匀在介质中，风吹过地表的摩擦效应会导致较低的水层连续运动，产生的水流越深，它们的速度就越小，科里奥利效应(一种由于地球自转导致运动物体在北半球向右偏转，在南半球向左偏转的表观力)引起的偏转就越大。直到达到某个临界深度时，感应电流才会朝着与磁极相反的方向运动风．
许多研究的结果表明，驱动洋流的力量起源于水和海水之间的界面空气．动量的直接传递大气流向海洋无疑是海洋上层洋流最重要的驱动力。其次是重要性微分加热，蒸发，和降水穿过海气边界，改变海水的密度，从而引发不同密度的水团运动。对深海水的性质和运动的研究表明，深海中也存在强烈的洋流，不同类型的水远离其地理来源。例如，地中海的高盐度水流经直布罗陀海峡已经在大西洋的大部分地区被追踪到，在那里它形成了一个深水层，在海洋周围的洋流中循环得很远南极洲．
三维确定海水运动的装置的改进导致了新的洋流的发现，并揭示了海洋一般循环中意想不到的复杂性。1951年在20米深的水下发现了一股逆流，在接下来的一年里，一股逆流在太平洋上向东移动类似的赤道暗流在大西洋被发现。1957年，在地下发现了一股很深的逆流墨西哥湾流借助水下漂浮物发出的声音信号。
自20世纪70年代以来，地球轨道卫星已经提供了许多关于温度分布和气候变化的信息热能比如墨西哥湾流Geosecs的化学分析使得确定洋流的循环路径、速度和混合速率成为可能。
海洋的表面波也极其复杂，在大多数地方和时间反映了几个独立的波系的共存和干扰。在第二次世界大战期间，由于在两栖作战计划中需要这一关键信息，人们对预测波浪特征产生了兴趣。的海洋学家H.U.斯维德鲁普而且沃尔特·海因里希·芒克结合理论与经验发展一种预测“显著波高”方法的关系——波列中最高的三分之一波的平均高度。随后，这种方法得到了改进，使波浪预报员能够为水手预测最佳路线。最近的另一项发展是，预测由海底地震和火山爆发引起的最具破坏性的波浪——海啸或“潮汐波”。不久之后，夏威夷有159人死于海啸1946年，美国海岸和大地测量局建立了地震海浪预警系统．该装置利用地震台网定位海底地震的震中，预测太平洋周围海啸的到来盆地通常在海浪到来前几个小时。
冰川运动和高纬度冰原
大约从1948年开始，原理和技术冶金和固态物理对力学冰川运动。实验室研究表明，冰川冰在接近海平面的温度下会像其他晶体固体(如金属)一样变形熔点．持续的应力产生永久的变形。除了移动冰川内部的塑性变形外，冰川本身也可能通过压力融化和再冻结以及在障碍物周围加速塑性流动等机制从其床上滑动。冰川移动速度变化的潜在原因，特别是被称为涌动的壮观加速，需要进一步研究。与正常情况下每年几米的移动相比，冰川涌动是指大量的冰以每天20米的速度从冰川的上部转移到下部。
由于对格陵兰岛和南极洲进行了大量的科学考察，通过重力和地震调查，人们已经相当清楚地知道了剩余的大冰原的大小。在这两个大陆的部分地区，已经确定冰的底部在海平面以下，这可能至少是部分原因沉降地壳在盖子的重压下。1966年，在北部的基岩上钻了一个1390米深的钻孔格陵兰岛两年后，在伯德站在南极冰层上进行了一次类似的钻探，深达2162米。从年度研究增量层次与分析氧气根据同位素的研究，格陵兰岛冰芯底层的年龄估计超过15万年，而南极冰芯只有10万年。随着地球化学的出现约会在本世纪初被认为是在冰河世纪发生的，但现在已经很明显了第四纪，实际上开始得更早。例如，在南极洲，钾氩年龄测定熔岩覆盖的冰川表面和冰川起源的沉积沉积物表明冰川存在于此大陆至少1000万年前。
对冰原的研究受益良多数据由先进的仪器，计算机和轨道卫星制作。冰原的形状可以通过数值模拟确定，通过热力学计算确定其热平衡，通过雷达技术确定其厚度。来自卫星的彩色图像显示了极地地区的温度分布，这可以与陆地和陆地的分布进行比较海冰．