西太平洋是我国从近海挺进大洋的门户，对我国的海洋环境安全保障至关重要。同时，西太平洋具有复杂多变的环流结构，又有全世界最大的暖水体-西太平洋暖池。西太平洋可通过调节大气环流进而调控季风、台风及我国的降雨情况，并对全球气候具有重要影响。
在专项的支持下，中国科学院海洋研究所率先构建了国际上最大规模的从近海到大洋的热带西太平洋科学观测网，并进入标准化、批量化、常态化运行阶段，攻克了潜标数据长时间实时传输的世界海洋观测难题，实现了深海潜标观测数据的“现场直播”。
首次以我国科研机构命名的海气耦合模式（IOCASICM）为国际学术界提供ENSO（厄尔尼诺与南方涛动的合称）实时预报结果，这将为ENSO的研究和预测提供一个有效的数值模拟平台和预报工具，对我国ENSO模拟和预测研究起到重要的推动作用。
2010年，中国科学院发起首个由中国主导的海洋领域国际合作计划（“西北太平洋海洋环流与气候实验（NPOCE）”）。2011年，我国首套6000米深海潜标成功布放和回收，国际上首次获得该海域长周期连续观测数据。历时6年，中国科学院攻克了潜标数据实时传输世界难题，成功建成国际上最大规模的西太平洋深海潜标观测网，服务国家海洋预报、气候预测、防灾减灾、国防安全等海洋环境安全保障。
随着国际一流深远海综合探测体系的建立，中国科学院海洋研究所先后于南海冷泉区、冲绳海槽热液区及雅浦/卡洛琳海山区等典型深海环境海域开展了综合探测，获得了冷泉-热液-海山等深海极端环境高精度综合环境信息，采集了大量深海地质和生物样品，发现深海大型生物新物种1新科、4新属、26个新种。
海洋所对海底地形探测分辨率达到国际领先的厘米级，在南海首次发现裸露在海底的“可燃冰”，在马努斯海盆首次发现2个国际上未见报道的热液区，实现热液-冷泉流体温度梯度和物质组成原位探测。
另外，海洋所成功了开展深海大型生物原位现场实验和实验室培养，突破造/护礁关键物种繁育技术，开展了全球最大规模珊瑚礁生态系统修复。相关成果发表在国际顶级学术期刊，获国内外高度关注。