Комплексные экспериментальные и теоретические исследования акустических полей океана проводятся с целью обнаружения и изучения разномасштабных естественных и искусственных неоднородностей морской среды. Большое внимание уделяется дистанционным акустическим методам исследования различных характеристик водной толщи (руководитель академик РАН В.А. Акуличев).
Изучение физических процессов в морской среде и прилегающих геосферах выполняется с помощью современных лазерно-интерференционных методов (руководитель академик РАН Г.И. Долгих).
Приоритетным направление исследований является разработка технических средств для акустической томографии динамики и структуры вод на шельфе и в глубоком море (руководитель д.т.н. Ю.Н. Моргунов).