ธรณีวิทยาทางทะเล คือการศึกษาเกี่ยวกับประวัติศาสตร์และโครงสร้างของพื้นมหาสมุทรและศึกษาเกี่ยวข้องกับธรณีฟิสิกส์, ธรณีเคมี, ตะกอนวิทยาและบรรพชีวินวิทยาที่ค้นคว้าวิจัยและหาข้อมูลเกี่ยวกับพื้นมหาสมุทรและชายฝั่ง ธรณีสัณฐานวิทยาเป็นส่วนหนึ่งในสาขาของธรณีฟิสิกส์และสมุทรศาสตร์กายภาพการศึกษาเกี่ยวกับธรณีวิทยาทางทะเลมีความสำคัญมากในการหาข้อมูลและหลักฐานสำคัญเกี่ยวการขยายตัวของพื้นทะเลและเปลือกโลกในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่สองเนื่องจากทะเลลึกเป็นพื้นที่สุดท้ายที่ยังไม่ได้ทำการสำรวจและทำแผนที่โดยละเอียดจึงต้องเริ่มมีการสำรวจเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร (เรือดำน้ำ) วัตถุประสงค์ทางเศรษฐกิจ (ปิโตรเลียมและเหมืองแร่โลหะ) และวัตถุประสงค์ด้านการวิจัย