中国科学院深海科学与工程研究所科研部门根据2019年2月研究所官网显示，中国科学院深海科学与工程研究所下设2个研究部门，分设13个基本研究和技术支撑单元
此外，研究所还和中国科学院南海海洋研究所、香港科技大学共建了三亚海洋科学联合实验室
所属研究单元（12个）：深海生物学研究室、深海地质与地球化学研究室、深海地球物理与资源研究室、海洋环流观测与数值模拟研究室、深海极端环境模拟研究实验室、地外海洋系统研究室、深海探测技术研究室、深海信息技术研究室、深海资源开发研究室、深潜技术研究室、深海视频技术研究室、工程实验室所属技术支撑单元（1个）：分析测试中心
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