自从著名英国调查船“挑战者”号，于1872—1876年首创对各大洋开展海洋综合调查以来，近百余年时间内，对海洋调查与研究的手段有了颇大的发展与进步，早期还是靠地球物理仪器，以及各种取样仪器，近30年来，相继出现了潜水器、海底电视、海底照相、旁侧声呐、多波束声、呐测深仪、常压载人深潜器等先进技术，以及一些更直观的仪器设备，使海洋地质学的发展以及海底矿产资源的开发利用，开拓无限的前景！
20世纪50—60年代美国“卡斯一号”钻探船钻探3560米洋底，在海洋史上被称为“里程碑”。
60年代末美国科学基金会提供的经费，制定了《深海钻探计划》（BSDP），拉开大洋钻探国际合作计划的序幕。1968年设计建造了取名“格洛玛?挑战者”号深海钻探船，采用了先进的动力定位系统，不断更新设备和仪器，1970年安装了一种重返钻孔系统，大大提高了岩心采取率，1974年设计安装了起伏补偿系统，进一步保证了海上钻探工作的高效率地进行；1976年试验成功了深海钻孔的测井工作，进行了伽马—中子—密度等项目的测井工作，80年代初研制一种灵敏度很高的自载式温度记录仪和回收间隙水的采样器，取得良好的效果。
船上实验室的设备，也不断更新，提高了微体化石分析以及取样矿物物质成分、结构等精确度。美国的这项计划（BSDP）是由斯克里普斯海洋研究所负责。学术咨询是由14个单位科学家参加的《地球深部取样联合海洋机构》（JOIDES）负责，这个机构设有五个专业组：离合边界、聚合边界、大洋地壳、海洋古环境、现场调查。
“格洛玛?挑战者”钻探船在世界各大洋的450个地点打了近700个钻孔，采取了近50000米长的岩心。这项钻探计划的实施，取得多方面的成就，60年代末首先证实了海底扩张的存在，进而也论证过板块构造理论。从实地钻探获得了从洋中脊向其两侧地壳变厚，其地质年龄变老。大洋地壳不断从裂谷处产生，而又不断向外扩张挤压。大洋地壳除了从洋中脊处生长外，也就是说，扩张中心并不仅限于洋中脊。这项计划的实施，对海底矿产资源的找寻与预测做出突出的成就，如在墨西哥湾（4000米处）发现了含油构造；在红海海域中发现多金属软泥的形成与下伏之蒸发岩有关的新认识；这项计划实施对海洋地质学本身的发展，对沉积学、地球物理学等领域都起了推动作用。
进入80年代（1985年），美国改装了“格洛玛?勘探者”号（Glomar Explorer）来替代“挑战者”号，这艘新型深海钻探船，排水量三万吨，钻深能力为水下1万米，钻杆4000米，成为世界上最大、最先进的钻探船，能在南极及其他恶劣环境中进行钻探作业。
1989年美国还建造了“深海6500”机器人调查船，使深海钻探向前再推进一步。截至1998年已进行80多次深海钻探，取得大量科学数据。
早在1977年，在加拉帕戈斯扩张中心发现海底热泉时，科学家乘“阿尔文”号和“西阿纳”号下潜到喷气口观察，发现热泉是一些生物的“绿洲”。经过最近几年海底热泉探查计划，取得较大进展，其后，美国地质调查所的科学家们，在距俄勒冈沿岸500千米内的胡安德富卡洋脊，发现了大量活动硫化物矿床的证据。1982年由美国斯克里普斯海洋研究所和日本东京大学联合考察，在扩张中心以东的马里亚纳海槽中，首次发现了不在洋脊上的热泉证据。此外，在扩张轴上的深海钻探计划的钻孔钻透热玄武岩床时，也发现大量现代热泉活动的证据。在东太平洋海隆脊部发现一些熄灭的“烟囱”，其中含锌、铁、铜的硫化物矿床。在北太平洋北部和波斯湾海底发现高品位的多金属硫化物矿床。这些“烟囱”状构造不断涌出含铁、锌、铜溶液，这些溶液能形成大型硫化物矿床。
日本科技厅在20世纪80年代，曾对北斐济盆地进行研究，认为这个地域恰处西太平洋板块与印度洋板块的边界处，盆地深为3000—4000米，在这里进行地质和地壳结构的研究，通过海底淤泥、岩石、热水采样分析，弄清大洋板块生成处的地质现象，试图为建立板块生成模式，提供科学可靠的资料与论证。为此，日本特制订了为期5年的研究计划，侧重于地球物理和地球化学两个方面。
装备有遥控多波束测深仪的日本“拓洋丸”测量船，对相模海沟进行了详测，取得满意的结果，经过整理，已绘制成20米等深线，1∶5万的精密海底地形图。发现了规模巨大的海底谷，正处于欧亚板块、太平洋板块、菲律宾板块会聚的三联结合点，其中有一段剧烈弯曲的海谷。表明相模海沟位于板块的边界，从俯冲现象和按力学观点来分析，呈现蛇形弯曲大海谷，板块附近经历过复杂的构造运动，这种意外现象，对深化认识板块构造地质学理论具有重要作用。
中国从20世纪70年代中期开始进行大洋多金属结核资源调查，配备有先进技术设施的海洋调查船，进行过多次大洋航行与调查工作，取得可喜的成就，1991年获得联合国正式批准，列入第5个海洋采矿先驱者。
深海地质研究与大规模的调查工作，趋向于国际联合，多学科、多领域的科学联合方式进行，朝向研究古环境、古气候、古地球化学、古海洋与地壳演化之间的关系方面发展，向更深部钻进（钻透洋壳层Ⅱ和层Ⅲ，甚至到达上地幔与板块的界面），直接研讨洋壳深部的地质作用过程——包括岩石圈深部结构、软流圈的状态和驱动板块的动力以及板块俯冲的复杂模式等。
1985年，“JOIDES Resolution”钻探船，经过4年努力，完成了24个航次的钻探计划，其目的是查清被动边缘与活动边缘的构造演化，洋壳的起源，海洋沉积序列的成因与演化等；119—124航次主要调查印度洋海洋环流和全球变化的历史，板内构造作用、热点、被动和活动大陆边缘的过程。
1988年转入西太平洋海域钻探，计划10个航次包括马里亚钠、日本海、爪哇海、澳大利亚东北边缘、瓦努阿图、汤加等，其目的包括弧前盆地类型、日本海起源、俯冲带的历史和地球化学、板块边界与古海洋学、斐济盆地的基底等的探测。
1998年4月中国正式加入合作计划，并成立了“中国大洋钻探学术委员会”，以“决心号”考察船完成了“东亚季风历史在南海的记录及其全球气候之影响”项目，取得的珍贵资料和成果，证实了2000万年前中国地质和气候史上曾发生过突变事件；同时还获得有关青藏高原隆升与亚洲季风的关系的新认识。
20世纪60年代的“深海钻探计划”“大洋钻探国际合作计划”，不仅在取得的资料、数据成果，对论证大陆漂移学说的“复活”，板块构造理论的诞生、发展，提供了可靠的科学依据，同时也在深海钻探技术上取得突破性的进展。相继研制出潜水器、海底电视、海底照像、旁侧声纳、多波束声纳测深仪、常压载人深潜器等，为大洋钻深计划提供了先进的技术设备和仪器。
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