在海上找石油不同于在寻找陆地油气田，陆地找油，有时可以根据一些现象，来做出最初的判断，而海洋石油埋藏在海水覆盖的海底深处，埋深从几百里至几千里，地质勘探人员要通过地球物理勘探等方法，寻找含油气的盆地和地质的构造，并经过海洋钻探，才能发现油气田。
生成石油天然气的原始物质是各种各样的有机物，包括动物、植物、微生物、藻类等等，沉积盆地在亿万年前，曾经是海洋或湖泊，周围被高山包围，河流或风瀑把泥沙和有机物带进盆地，盆地内部也生长了大量有机物，盆地边沉积，边下沉，有机物被深埋在岩层中，温度压力不断增加，发生了物理和化学变化，有机物逐渐演变成石油和天然气，生油岩生成石油和天然气，进入油孔吸性和渗透性的贮油岩，并在压力、水动力和浮力作用下，向能够聚集油气的地质圈壁运移，并最终形成油气田。
地震勘探是海洋地球物理勘探最经济有效的勘探方法，地震勘探就是通过工人地震产生地震波，传播到海底深部的地层中，当地震波碰到岩层界面及产生反射波，并传回到海洋地震船的接收装置被记录下来，经过计算机处理利到地震反射剖面，地球物理人员对地震剖面进行解释，并编制海洋油气田的最关键的图线，地震构造图，能看见是一回事，而能不能看清又是另一回事，为了精确，海洋地震有较为粗放的二维地震，发展到细化的三维地震，三维数据体可展示地质构造各个侧面的构造形态，可任意选切不同方向地震剖面，三维地震切片如同医院的CT扫描，不仅能看清地下构造的细微变化，还能看到沙体的变化，有时还能到油水界面。
事实说明三维地震，已经成为降低海洋油气勘探风险，提高钻探成功率的重要技术，另外，专家们还开展了新技术攻关，高分辨率地震、多波地震等技术应运而生，在过去的地震模糊带、空白带上，获得了地震信息，这些技术的运用为勘探人员选择钻探目标，确定探井井位，创造了条件。
运用这些技术中国海洋石油总公司，已在中国海域获得石油地质贮量28亿吨，天然气地质贮量4369亿方，目前，中国海域石油发现程度仅为18.5%，天然气发现程度仅为9.2%，可以说中国海洋石油工业方兴未艾。
