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建所幾十年來，海儀所一直從事海洋監測技術研究和產品開發工作，研究方向包括海洋監測平臺、高端海洋監測傳感器、水文氣象觀測儀器、立體監測集成系統等。圍繞智慧海洋的觀測、監測、探測等領域，以海洋核心傳感器、智能浮標潛標、智慧海洋信息處理技術為重點，形成了海洋科學、儀器科學與技術、控制科學與工程三大學科，建成了從岸基、近海到深海大洋，從空中、水面、水下到海底的立體觀測研究體系；形成了從技術研究、成果轉化到產業化生產為一體的研發、轉化鏈條。

以海儀所為依托，建有海洋動力-物理環境與智能感知全國重點實驗室、國家海洋監測設備工程技術研究中心、國家海洋儀器裝備國際聯合研究中心、國家海洋監測設備產業技術創新戰略聯盟和國家海洋高技術領域成果產業化基地5個國家級創新平臺；山東省海洋監測儀器裝備技術重點實驗室、山東省海洋監測設備技術創新中心、海洋監測設備山東省工程研究中心等多個省級平臺。通過了質量管理體系認證和國家認監委的海洋計量認證。  

自建所以來，共承擔國家級、省部級科研項目400余項，獲國家科技進步獎4項，省部級科技進步獎20余項，院、市級科技進步獎40余項，取得各項專利600余項。其中，海儀所研制的海洋資料浮標系統的技術水平處于國內領先地位，目前我國在位業務化運行的10米大型海洋資料浮標系統均由海儀所研制、建造并提供技術保障，分布在渤海、黃海、東海、南海所有海區，為我國海洋預報、氣象預報、海洋工程建設提供實時觀測數據；船舶氣象儀系列產品廣泛應用于各類艦船、科學調查船、志愿船及民用船只；研制的自動化臺站觀測系統性能可靠、穩定性高，實現了無人值守連續監測，廣泛應用在沿海海洋環境監測站、海島無人值守自動觀測站及海上平臺等；研制生產的各類海洋調查工具在國內占主導地位，為我國海洋科學研究和勘測調查事業發揮了重要作用。