水下实验室设于海底供科学工作者、潜水员休息、居住和工作的活动基地。又称水下居住舱。通常配有水面补给系统、人员运载舱和工作室等3部分。外部一般附有高压气瓶、压载水舱和固体压载等。通过压载水舱注水或排水使实验室下潜或上浮。实验室的电力、呼吸气体、淡水和食物，都由陆上、补给船或补给浮标等补给站通过“脐带”供应。当实验室内外压平衡时，海水不会进入室内，人员可以通过闸室自由出入。实验室内压力、温度、湿度和气体成分由仪表自动监控。

水下实验室。应用饱和潜水原理在水下设置的供科学家和潜水员工作、休息和居住的活动基地。其结构大多是钢质的圆筒、圆球或椭圆球，也有用尼龙橡胶等材料制成的充气结构。大多固定在海底上，少数漂浮于一定深度或可移动。被称为水下实验室系统。水面补给船的任务是进行指挥、通信、安全保障和各种物资供应。人员运载舱是水下实验室同水面补给船之间的运载工具。水下实验室是潜水员工作、生活和休息的场所。在水下实验室进行测量和试验，不受外界环境、特别是天气状况和风浪的影响。测量精度高，能在水下有效地完成海洋生物、地质、污染、考古、湖沼或海洋药物等研究，是海洋科学研究的现代化工具。

水下实验室的设想提出的。美国的海中人-1号和法国的大陆架-1号水下实验室率先在地中海试验，到了1977年1月，前苏联的底栖生物-300号水下实验室，作业深度已达300米，自恃力14天，可容纳12名乘员。当代水下实验室的下潜深度可超过300米，在没有补给的情况下，作业期限通常为两周，最长可达59天。

设置在海底的供科学家和潜水员休息、居住和工作的活动基地，又称水下居住舱。它是根据饱和潜水技术原理设计的（见潜水技术），可以移动，是从事水下调查研究和潜水作业的重要工具。

水下实验室系统通常由水面补给系统、人员运载舱和水下实验室三部分组成。水下实验室有工作室、寝室和出入口室(闸室)，并带有厨房、厕所、浴室等生活设施。内部气压与设置深度水压相等。气体成分根据水下生活要求一般配制为氮、氧或氦、氮、氧混合气体。实验室内外压力平衡时，海水不会进入室内，人员可以通过闸室自由出入。实验室内压力、温度、湿度和气体成分由仪表自动监控。

外部一般附有高压气瓶、压载水舱和固体压载等，通过压载水舱注、排水使实验室下潜、上浮。实验室的电力、呼吸气体、淡水和食物由陆上、补给船或补给浮标等补给站，通过电缆、水管、气管组合的“脐带”供应。潜水人员作业完毕返回正常环境之前，通过减压舱进行减压。水下实验室壳体一般为耐压高强度钢制成，也有采用橡胶、塑料以及丙烯玻璃等材料的。

水下实验室的设想是在 20世纪 20年代提出来的。1962年，美国“海中人-1”号和法国“大陆架-1”号水下实验室首次在地中海进行试验。初期的水下实验室固定于水下，依靠补给船的起重机吊放海底。以后的水下实验室可以通过压载水舱注、排水，做沉浮的垂直运动，并向作业水深大、自持力强和机动性能好的方向发展。如苏联1977年 1月下水的“底栖生物-300”号作业深度达300米，自持力14天,可容纳12名乘员。由于通讯联络、保暖措施、安全减压等方面仍有难以解决的问题，加上造价昂贵，水下实验室目前仍处于实验研究阶段，今后水下实验室的发展方向是：作业深度大、自持力强、机动性好，同潜水艇、深潜水系统结合成为具有高度机动性能的综合水下活动基地。

在美国佛罗里达州拉哥礁海海底，有一个名叫“宝瓶座”的海底实验室。它是当今世界仅存并仍在运作的海底研究站。“宝瓶座”被放置在海面下20米深处，外观好似一艘潜水艇，总重量81吨。科学家通常先乘船到它的上方，换上潜水装，再潜入海底。“宝瓶座”体积不大，但可容纳六人居住。科学家们主要在这里研究珊瑚、海草、鱼类等生物和水质等生态环境的变化，并记录自身在海底生活的各种生理状况。通常情况下，科学家可在实验室连续住上数星期，所需食物和工具都被装在防水的罐子里由潜水员定期送往实验室。但是水下生活给科学家们也带来了不少困扰。由于“宝瓶座”里的空气浓度是水平面上的2.5倍，人体吸入氮的含量会随之增高，噪音会变得奇怪，耳膜也会感觉到不小的压力，就连食物的味道也会变得淡而无味。不过，海底实验室还是给科学家们带来了不小的希望。他们想通过它掌握更多人类在水下生活所需的各种信息，期望有朝一日，人类能向更深的海洋探索。