海洋工程地质勘察是通过测量、测试、勘探、模拟、分析等手段为海洋工程建设提供必需的且可靠的海底地形、海底岩土和海洋环境特征等成果，主要包括海洋工程测量、海洋岩土勘察和海洋工程环境调查三个方面。海洋工程测量包括海底地形测量、海底面状况侧扫和底床稳定性分析，主要使用的是地球物理勘探方法；海洋岩土勘察包括海底近表层沉积地层结构探测、海底岩土的工程（物理、力学）性质等；海洋工程环境调查包括物理环境、动力环境及防腐蚀环境的调查，其中物理环境包括海水温度、盐度、海冰、气象、悬浮泥沙及通量、沉积物热导率，动力环境包括波浪、潮汐、海（潮）流的一般条件及极值条件计算，防腐蚀环境包括海洋化学要素、污损生物及沉积物电导率等。
工程地质勘察既可以看作是油气勘探的一部分，也可以看作是独立专业分类，通常在实际运作当中，油气勘探与工程地质勘察是由不同的公司完成的。油气勘探的焦点是深层油气，包括地质构造、油气性质等；工程地质勘察焦点是浅层地质性质，包括海底地貌、浅层气、浅层水以及环境数据等。油气勘探的手段主要是地震勘探，工程地质勘察除用到地震勘探外，还要使用岩土性质测量、环境测绘等技术手段，工程地质勘探的目的是为油气开发工程建设做准备。工程地质勘察采用的地震手段主要是通过使用折射波法来获取海底浅层地质资料和数据，形成浅层地质剖面，以此判断与工程勘察有关的地质构造问题。一般采用走航式测量，工作效率高。
海洋岩土勘察作为海洋工程地质勘察工作内容的一部分，有着相当重要的作用，是直接获取地质资料的手段，可以直观地观察地层分布情况，并通过现场和室内实验来获取地层的物理力学性质，同时也是地球物理勘探数据解释工作的基础。钻探取样与原位测试是海洋岩土勘察中的重要部分。
（1）钻探取样。对海底浅层岩土根据不同调查目的需采用不同的取样方法。一般来说对于建造生产平台基础的研究，要求钻取的土样深度可达100～200米，这时会采用钻孔取样的方式；而对于管线线路或其他海底浅层调查，只要求海底深度10米左右的土样，这时海底表面取土的方法较为简单，通常可采用重力式、活塞式和振动式取土器，甚至可采用抓斗进行取样。
一般来说，用钻机向地下钻孔以进行地质勘察是应用最广的勘察方法。钻孔取样也是海洋工程地质调查必可不少的工序。钻探时，根据不同土质条件，分别采用击入或压入取土两种方式在钻孔中取得原状土样。
通过钻探取原状土样或扰动土样供试验分析可以达到划分土层、确定土层的分界面高程、鉴别和描述土的表观特征的目的，同时也可以在钻孔内进行触探试验或其他原位试验。
（2）原位测试。顾名思义，原位测试是在海底土原来所处的位置对土的工程性能进行测试。原位测试的意义在于获得有代表性的、能反映现场实际的基本设计参数，包括地质剖面的几何参数、岩土原位初始应力状态和应力历史以及岩土工程参数。由于钻孔取样到地面岩土的状态发生改变，其一些工程力学性质与原始在海底时不同，得到的结果对于工程设计有一定的偏差干扰。常用的原位测试方法包括触探（静力触探与动力触探）和荷载试验等。
触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层，并测量表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标，从而间接地判断土层及其性质。可用于划分土层、了解地层的均匀性、估计地基承载力和土的变形指标等。静力触探是借静压力将触探头压入土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质，可以快速、连续地探测土层及其性质的变化。动力触探是用一定重量的锤从一定高度自由下落，锤击插入土中的探头，测定使探头贯入土中一定深度所需要的击数，以击数的多少判定被测土的性质。一般采用的是圆锥形探头，这类动力触探试验依贯入能量不同可分为轻型、中型、重型和特重型四类。轻型动力触探是用来确定黏性土和素填土地基承载力的一种手段，重型和超重型动力触探试验则是评价碎石和卵石、砾石地层密实度的有效试验工具。