中微子是自然界最基本的物质粒子之一，研究中微子对理解粒子间弱相互作用非常重要，但探测它非常困难。水可以作为探测中微子的一种特殊介质，科学家们设想穿越地球的中微子偶尔会与水中的氧原子核发生随机碰撞，形成基本粒子μ子。通过安装在水下的光电探测器观测μ子在水中发出的微弱蓝光，可以推测出中微子的飞行方向和部分特性。
目前世界各国科学家建造的水下中微子探测项目共有三处。其一名叫“NT-200”，全称“贝加尔中微子望远镜”，是由德国与俄罗斯合作建造的首座水下中微子探测器阵列。它位于俄罗斯西伯利亚贝加尔湖水下1100m深处，利用湖水作为探测介质。NT-200水下望远镜包括200个光电探测器，构成72m高，直径43m的阵列。这里水质清澈透明，水下漆黑一片，当穿越地球的中微子偶尔与湖水中的氧原子核发生随机碰撞时，形成的μ子在水中发出微弱的蓝光，可以被水下的光电探测器观测到。
另一处水下中微子望远镜是ANTARES，全称“中微子望远镜天文学与深远环境研究”，建在法国南部海岸附近，利用海水作为探测介质，观测中微子在水中与氧原子核发生反应发出的辐射闪烁微光。该项目由法国与德、意、荷、俄、西、英等国合作开展。选定的位置距土伦海岸40km，位于海面下2500m深处，利用潜艇铺设安装光电探测器组件，目前正在建设之中。
这座水下中微子探测器阵列高300m，直径150m，由12条电缆和900个光电探测器构成，通过电缆与位于岸边的试验站相连，建成后将成为北半球最大的中微子望远镜。但是，在它的建设过程中还有许多问题需要解决。首先，与南极冰下望远镜相比，由于海底深处的压力是海平面的200多倍，要求光电探测器部件具有极高的耐压能力。其次，因为海水含有放射性同位素钾，其衰变会产生加速电子，会放出类似的蓝光和紫外线，海洋底层的深海鱼类和其他有机物也会产生生物光，欺骗光电探测器；另外，海流会移动探测器的位置。
希腊与德、俄、瑞士和美国也共同开展了一项与ANTARES类似的海底中微子探测项目，名为NESTOR，全称“扩展水下中微子望远镜与海洋研究”。拟安装于距希腊派洛斯海岸14km远的海底4000m深处。探测器阵列分为两组，为12层塔状，采用巨大的钛制六臂星形结构，高410m，直径32m，目前已进入设备组装阶段。
探测中微子，是人类的一个巨大的科学努力，因为中微子有大量的谜团尚未解开。