氘在自然界中的数量比氢少得多，但总储量还比较大，主要存在于重水中，海洋内重水总量可达2235千亿吨，含有氘447千亿吨。氘是一种十分巨大的能源，若将海洋内氘的能量开发出来，可供人类使用2千多亿年。
目前重水主要用在原子能工业中，原子反应堆中的“重水堆”，就是以重水作为重要原料加以应用而得名的。重水在“重水反应堆”中身兼二职：既作为减速剂使激烈的核裂变能有效地进行下去；又作为传热介质，将核裂变产生的巨大能量从反应堆里传送出来，供人们应用。重水能降低生化反应速率，即使新陈代谢过程放慢，从而对生命过程起到抑制作用，尤其对中枢神经和胚胎组织等新陈代谢特别旺盛的器官组织，抑制作用更为明显。利用这一特点，就可用重水来抑制代谢率很高的恶性肿瘤。
重水之所以愈来愈受重视，主要是因为组成它的氘是一种具有很大潜力的能源，氘在“聚合反应”中放出的能量比铀“裂变反应”大得多。作为重要核原料的铀，其能量是在中子轰击下，众多铀原子核不断发生分裂时释放出来的，称为“裂变链锁反应”。而氘放出能量时与铀截然不同，它是在几百万度高温下，氘原子核间相互结合，生成另外一种新元素时释放出来的，称为“聚合反应”或“热核反应”。因此人们用氘的“聚合反应”制成的氢弹，乃是目前世界上杀伤力和破坏力最大的热核武器。遗憾的是当前人类控制这种“聚合反应”的能力还很差，科学家们正积极研究这种能量的开发利用。
由于重水可以任何比例与普通水混合，因此要想把混在海水中的重水分离出来是一件很不容易的事，往往要经过同一分离过程的多次重复才能实现。目前已经实现大规模工业生产的分离方法有电解法、水蒸馏法、液氢蒸馏法、氢-水蒸气蒸馏法和双温交换法等。目前各国还在不断探索新方法来获得重水，如冷冻法、生物浓缩法、光解析法等。与此同时各国也在积极开展“氘”的“核聚变”研究，我国及美国、日本的研究已初见成效，一旦付诸于实用，海洋重水就可一劳永逸地解决人类能源危机。
利用钛金属攻克海水腐蚀
海水腐蚀被看作“吞食金属的老虎”。海洋环境对金属的腐蚀因素有许多，主要有化学、物理、生物诸因素。化学因素主要为溶解氧，溶解氧含量越高，金属腐蚀速度就越快。在无溶解氧的海水中，铜和铁几乎不腐蚀。其次是盐度，海水若盐度较高，其中的钙、镁离子会生成碳酸钙和氢氧化镁，沉淀复盖在金属表面，能起一定保护作用；但海水中的氯离子却又能破坏金属表面氧化膜，并能与金属离子形成混合物，这会使海水酸度加大，致使金属腐蚀加剧。海水的酸碱度变化也会影响金属腐蚀。物理因素主要有海流、潮汐和温度：流速越大金属腐蚀越厉害。温度升高会使金属腐蚀速度加快。不过温度一高海水溶解氧含量相应减少，又会减轻点金属的腐蚀。生物对金属腐蚀也有一定影响，特别是硫酸还原菌对金属腐蚀较重。此外，附着生物可降低船速，使某些仪器转动部分报废。
为延长海洋构筑物和海洋观测系统及测量仪器的寿命，保证其结构和性能不受或少受损害，就必须解决防腐问题。因此材质选择很重要，而钛材恰恰是最理想的海洋用金属材料。
由于钛在海洋中有特殊的稳定性，抗海水腐蚀性能出奇的好，且强度大、比重小、不受温度影响，若用来制造海洋仪器、舰船浮标或石油平台等，就能从根本上解决海洋腐蚀问题。
为何现在海洋中还不广泛采用钛材呢？因为它目前还太昂贵，贵得根本用不起。本来钛在整个地球中并不稀少，在已知的100多种元素中它排第十位，比我们常用的锌、铜、铅等金属储量多得多。但因提炼难度大，造价昂贵，钛产量少得可怜。物以稀为贵，人们由此便把原本不属于稀有元素的钛竟冠以“稀有元素”之称。随着科学技术的不断发展，总有一天会给它摘掉这顶名不符实的帽子。我国钛藏量非常丰富，目前已生产出了20多种钛合金，除在核工业上应用外，也已开始被用在海水淡化器、电极材料、特殊热交换器、水泵及阀门、舰船、潜器的许多零部件中；有些特殊海洋观测装置也开始选用钛材。可以预言，随着冶炼技术的不断前进，钛生产成本迅速降低，这个耐海水腐蚀的王牌材料，定会在未来的海洋开发利用中大显神通，放射出更加灿烂夺目的光彩。
遗传工程与海洋开发
遗传工程在海洋事业中大有用武之地。
培养灭油细菌，高速净化海水现在工业的飞速发展严重污染了海洋环境。工业排污、放射性倾废、石油开采运输油漏等已给沿海生物构成了灾害性威胁。然而又没有十分有效的根治手段。据观察研究，有些海洋微生物对消除油污、净化海水起着巨大作用。最近专家们已从吞食浮油生物中挑选了4种不同类型的菌株，把它们消化石油能力的基因，用生物遗传工程综合在一起转移到一种菌株中去，创造出新型杂交菌株。这种新菌种能分解和破坏各种石油烃，把原油中70％的烃基消耗掉，而且分解石油能力之强、速度之快、效率之高，都是现在已知的任何微生物望尘莫及的。自然菌种消化浮油一般需要一年以上的时间，而这种新菌种只需几小时就足够了。这种遗传工程技术已在目前海洋环境保护、消除石油污染方面获得了突破性进展。
生物采矿海洋是个硕大无比的矿源宝库，从海水到洋底都含有丰富的贵重金属和稀有金属。微生物学的研究发现，有些微生物对某些金属有着特殊的亲和力，它们能从海水或海底矿物中分离出金属。科学家们利用微生物这一特性，结合生物遗传术，已培育出了能摄食贵重金属的新菌种，用于某些海洋金属的开采和回收，从而实现了生物采矿。
淡化海水海水淡化是目前颇受各国重视的重大研究课题，特别是对沿海沙漠缺水国家。淡化的目的是降低海水钠盐含量而得到民用淡水。由于海水淡化工艺复杂、成本昂贵，还不能大规模推广应用，为此最近有人设想，采用遗传工程术培育一种能浓缩钠盐的微生物，为海水淡化开辟新路子，以简化其程序和降低成本。
培育耐盐碱植物，变荒滩为稻田渤海、黄海西岸一望无际的平原海滩，由于盐碱影响几乎一片荒芜。不过在其上的沼泽咸水地上，也偶尔能发现零星的某种开花高等植物，由于长年适应，它们已有耐受高浓度盐碱和借阳光淡化海水的奇异功能。现在有人就想借遗传工程技术，把这些耐盐碱植物的脱氧核糖核酸分子引进现有农作物中去，把荒滩变为米粮川，使“盐水农业”变为现实，从而也为消除日益蔓延的农业土壤盐碱化危害提供了可能性。到那时，祖国今天千里荒漠的海滩，定会变成稻花飘香、生机盎然的绿色海滨平原。
开发海底多金属软泥资源
多金属软泥是深海底的一种富含铁、锰、铅、锌、银、金等多种金属的未固化泥质沉积物。金属在泥中多以硫化物和碳酸盐形式存在。把这种软泥经过提炼后就可得到所需金属。
这种软泥不像多金属结核那样普遍存在，而是只局限于红海中部深度大约2000米的底部和东太平洋海岭中部某些凹陷区，以及印尼外海布努维西海底火山区。在软泥层之上还覆盖着高温高盐的海水。目前发现，全世界约有1亿平方千米的海底分布有重金属软泥，而且它也是活矿床。据估计，它们以5毫米／千年速率增长。在1亿平方千米的面积上，仅铜一项1000年可净增5000万吨。目前已知的海底重金属软泥矿已有11处。德国已研制成功了一种开采多金属软泥的设备：即在采矿船下拖曳一根2000米长的钢管，管底端装一抽吸装置。该吸矿管把含有海底重金属软泥的海水吸到采矿船上，经过去水处理，最后可得含32％锌、5％铜、0.074％银的浓缩金属混合物。
水声技术
我们知道，在空气中能够有效承担通讯与探测任务的主要是长波、中波、短波、超短波、微波、红外线、紫外线等形形色色的电磁波。可这些电磁波一旦接触到海水便衰减得极快，而且波长越短，损失越大。同时，海水对光波的吸收与散射也极其严重，人们潜到海中望月就如同雾里看花，至于几千米的深海之处，则更是“伸手不见五指”。那么，人类又是如何对深邃广阔的海洋进行探测和在海洋中进行信息传递的呢？
1826年，瑞士物理学家J.D科拉东和法国数学家F·斯图在日内瓦湖测出水中声速是1435米／秒。从那时起，人类才知道声音不仅可以在水下传播，而且在水下传播得比在空气中还要快。1912年，英国的“坦塔尼克”号大客轮在赴美途中撞冰山沉没，为了寻找沉船，美国科学家费森登设计出世界上第一台回声探测仪，并于1914年使用这台探测仪发现了3公里以外的冰山，从此开始了海中探测采用水声技术的时代。
水声技术是指研究和开发海洋所采用的声学技术，一般包括回声探测、被动探测、声纳重入系统、水声通讯等。回声探测设备是利用一组换能器发射声信号，通过另一组换能器接收从目标反射的回声信号，再由处理后的信号判断目标的参数和性质。采用这种原理的水声设备多种多样，主要有声学多普勒海流计、侧扫声纳、鱼探仪和回声探测仪等。被动探测设备是用于接收水中传来的声信息，并由此判断发声体的位置与特性的装置，目前已广泛用于监视鱼群回游特性的技术系统，为海洋捕捞提供有价值的数据；同时，利用该设备制成的深海水听器系统，能够准确测出水下地震、水下火山爆发的位置及其强度等。声纳重入系统是一种具有搜索、定位及测定距离海底高度的声纳设备，主要用于海底勘探和海底油气开发。例如，在深海钻探时必须使钻探船保持原位，当风暴来临或出现其他变故，需要拔出钻头离开，暂避之后再恢复原位时就需要使用声纳重入系统来找到井口，并引导钻杆穿过急流落到安置在井口的“漏斗”内，进入原井口。