三亚学院海洋研究所是学院为贯彻《国务院关于推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见》的重要举措之一。三亚学院海洋研究所成立于2010年4月，是海南省海洋与渔业厅和三亚学院共建的研究所。研究所聘请著名海洋工程与潜水器专家上海交通大学朱继懋教授担任研究所所长。该研究所基于海南省四面环海，海岸线长，海域宽广，海洋资源丰富等地域特点和我国南海重要战略地位，发挥三亚学院科研、学科和人才方面优势，服务地方经济建设，开展海洋科学、海洋工程、海洋信息、海洋生态监测保护等领域科学研究和技术服务，为海南省国际旅游岛建设和地方经济发展提供技术和人才支持。
研究所有海洋工程实验室和海洋渔业实验室，每个实验室下设2个研究方向。
1、海洋工程实验室：
研究方向1：潜水器海试支持保障基地
研究方向2：智能水下机器人与水下传感网
2、海洋渔业实验室：
研究方向1：海洋能源开发与应用
研究方向2：海洋渔业资源勘查与环境监测保护
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