تستخدم دراسة الأحياء البحرية الدقيقة والعميقة تقنيات عدة، منها:
1. الرصد الحقلي: وهي عملية تتطلب الذهاب إلى الموقع المستهدف وجمع العينات، وهذا يتطلب استخدام غواصين أو غواصات مجهزة بأدوات جمع العينات.
2. الاستخدام الواسع للتكنولوجيا: يستخدم الباحثون تكنولوجيا المستشعرات المثبتة على الغواصات والروبوتات البحرية والسفن المجهزة بالأدوات اللازمة للاستجابة للظروف البيئية الصعبة لجمع العينات بشكل دقيق وحصري.
3. البيئات المختلفة: تستخدم تقنيات الاستشعار البعيد لمراقبة الأنظمة البيئية المحيطة. بهذه الطريقة يمكن متابعة مختلف المراتب الغذائية والتعرف على أنواع الأحياء البحرية المختلفة.
4. التحليل الجيني: يمكن الاعتماد على التقنيات المتطورة لتحليل الحمض النووي لتصنيف الأحياء الدقيقة واكتشاف نوعها.
5. التحليلات الميكانيكية: توفر التحليلات الميكانيكية التقنية المستخدمة في تحليل الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للأحياء الدقيقة، والتي يمكن استخدامها لإيجاد الروابط بين هذه الخصائص وبيئتهم الطبيعية وسلوكهم الاجتماعي.