К наиболее ценному научному оборудованию относятся разработанные Институтом и построенные в Финляндии два глубоководных обитаемых аппарата (ГОА) «Мир-1» и «Мир-2» с рабочей глубиной погружения до 6000 м, а также судовая система для их подъема и опускания. Это лучшие в своем классе аппараты в мире. Вместе с НИС «Академик Мстислав Келдыш» ГОА «Мир» составляют уникальный аппаратурный комплекс.

За 30 лет существования с помощью ГОА «Мир» выполнен колоссальный объем научных исследований, археологических работ, видеосъемок подводных объектов в Мировом океане, а также решены задачи государственной важности на затонувших АПЛ «Комсомолец» и «Курск», проведены уникальные исследования на озере Байкал.

На протяжении последних 4 лет ГОА «Мир-1» и «Мир-2» простаивают из-за отсутствия средств на плановый регистровый ремонт и техническое обслуживание, а судовая система для подъема и опускания этих аппаратов не эксплуатируется ввиду поломки и отсутствия средств на ремонт.

В Институте также созданы и эксплуатируются уникальные приборные комплексы для исследования океана:

• судовые аппаратурные комплексы, позволяющие измерять и анализировать химический состав и физические характеристики атмосферы и приповерхностной части водной толщи океана, а также ее мутность и состав поверхностных загрязнений;
• геофизические буксируемые и бортовые комплексы («Звук», «Гидра», «Мезоскан», «Микросаунд», «ЧирпСонар», «АП-5», «Спаркер» и др.), позволяющие вести панорамное гидролокационное картирование рельефа дна, поиск подводных объектов, сейсмопрофилирование осадочной толщи, а также измерения геомагнитного поля;
• глубоководные буйковые станции, позволяющие измерять гидрофизические, геохимические и акустические параметры воды, а также исследовать процессы осадкообразования (седиментационные ловушки «СЛ-6») на максимальных глубинах в океане;
• донные аппаратурные комплексы (станции), позволяющие регистрировать магнитные, сейсмические и акустические сигналы, шумы и микросейсмы, а также численно оценивать потоки вещества и геохимические процессы, происходящие на границе вода – дно;
• подводные роботизированные платформы «ГНОМ», позволяющие вести визуальный осмотр подводных природных и техногенных объектов, целенаправленный отбор проб и измерений;
• вычислительный многоядерный комплекс, основанный на платформе CRAY CX1 и система хранения информации, включающая распределенную дисковую конфигурацию;
• автономные зондирующие комплексы серии «Аквалог», предназначенные для получения непрерывных рядов измерений вертикальных профилей гидрофизических параметров водной толщи на заякоренной станции;
• ультрафиолетовые флуоресцентные лидары серии УФЛ собственной разработки для высокоразрешающего картирования полей концентрации хлорофилла, растворенных органических веществ и минеральной взвеси в океане;
• глубоководный буксируемый комплекс – необитаемый подводный аппарат (БНПА) «Видеомодуль», предназначенный для визуальных наблюдений и маршрутного картирования микрорельефа дна и популяций донной фауны на максимальных глубинах в океане;