随着不断地开采，陆地上的石油和天然气资源日益减少最终将完全枯竭，为了满足人类社会的不断发展对能源的需求，开发海洋中的石油和天然气就变得日益重要起来。从上个世纪的60-70年代开始，很多国家先后进行了海洋石油的勘探开发，至今，已探明海洋中蕴藏着丰富的石油和天然气。据估计，石油的储藏量约在1000-3000亿吨，天然气约为13万亿立方米。
海洋中的石油和天然气，是由沉积到海底的海洋生物的遗骸被泥沙掩埋后，在海洋压力和温度作用下，经过几百万年的演变生成的，这些石油和天然气穿过有空隙（或裂缝）的底层逐渐汇集在一起，若上、下地层致密，这样就被封闭并形成油气田。
因海水会流动，海面上还经常会出现风浪，因此开发海底石油难度大、技术要求高，从地质勘探、钻井一直到才有都要求在稳定的船上或固定的钻井平台上进行。在进行地质勘探时，用重力和磁力测量出海底沉积盆地的位置和范围，在通过地震勘探进一步测出盆地中各层位的分布。有无隆起部位——储油气构造，若有储油气构造，最后通过打探井，取出岩心分析，并用测井仪判明井筒周围各地层岩石结构及其含油量、储油量和有无开采价值，若有开采价值，又采用何种方法开采。
至今，已探明的石油和天然气主要埋葬在海地沉积盆地中，但是，近些年来地质学家在古生代地层中也发现油气构造，这给寻找更多的海洋石油和天然气带来了希望。
自1947年在海底打出第一口油井，到现在全世界已有100多个国家加地区（例如英国、美国、挪威、加拿大和澳大利亚等），开展了海洋石油和天然气的勘探开发，在大陆架边缘已发现1600多个油田，并在200多个油田上进行了开采，年产原油6亿多吨，占世界原油总产量的22%。
油田采油生产系统可分为全海式和半海半陆地式两种类型。全海式采油生产系统是，原油从井口平台通过海底输油管道送到采油中心、储油轮船，在储油轮船上进行油、气、水分离处理，处理合格后装油轮外运；半海半陆式采油生产系统，主要用于近海采油，即将很多井口平台采出的原油通过长距离海底输油管道送到岸上炼油厂加工成石油产品销售。采气生产系统是，天然气从井口平台通过海底输气管道送到采气中心进行脱油、脱水、脱硫分离处理，然后再通过海底管道送给用户。
我国在近海100万平方公里范围内发现了渤海湾盆地、南黄海盆地、东海盆地、南海珠江口盆地、北部湾盆地和莺歌海盆地以及台湾浅滩等7各含油气盆地。据估计，在这些盆地中石油储量达40-150亿吨，天然气达2.8兆立方米。
据报道，除害底沉积盆地中含有石油和天然气外，海洋生物较重也蕴藏着丰富的石油和天然气，由美国发现的与巨大的马尼拉礁有关的油田就有37个，加拿大西部发现油气田总数达300多个，其储量占该国油气储量的60%以上，其中有名的天鹅丘油田可采储量达1.76亿吨。生物胶中石油和天然气的发现，更展示了开发海洋石油和天然气的美好前景。
海洋是一个巨大的能源库，它不仅蕴藏着丰富的石油和天然气，而且还蕴藏着比石油和天然气储量更多的天然气水合物（又称可燃水），据估计，这些天然气水合物中有机碳含量为全世界已知的煤、石油和天然气中所含有机碳总量的2倍，他的储量巨大，可供人类利用1000年。
