สถานีวิจัย เป็นหน่วยงานระดับฝ่ายของสถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเล มีหน้าที่ความรับผิดชอบในการส่งเสริมศักยภาพการดำเนินงานของสถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเล ในด้านการวิจัย และการให้บริการวิชาการรวมถึงการสนับสนุนการเรียนการสอน ในพื้นที่ตั้งและบริเวณใกล้เคียงสถานีวิจัย สถานีวิจัยของสถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเล มี 2 แห่ง คือ