Oceanograf chemiczny ogólnie bada chemię oceanu słonowodnego i jego dna morskiego. Często obejmuje to pracę nad skutkami różnego rodzaju zanieczyszczeń lub bodźców zewnętrznych, które wpływają na ogólne środowisko oceaniczne. Oceanografowie chemiczni są również często nazywani chemikami morskimi, a ich praca polega na wprowadzaniu podejścia analizy chemicznej do szerszej nauki o biologii morskiej.
W wielu przypadkach oceanografowie chemiczni w dzisiejszych czasach mają za zadanie zbadać, jak różne zjawiska wpływają na skład chemiczny oceanu. Wiele z nich to głośne negatywne przypadki, takie jak wycieki ropy. Oceanograf chemiczny może poświęcić większość swojego czasu na wyszczególnianie różnych sposobów, w jakie zdarzenia, takie jak wycieki ropy, wpływają na ekosystem oceaniczny, ponownie poprzez wysoce złożone badania lub rygorystyczne metody gromadzenia danych. Oznacza to, że oceanograf chemiczny powinien również wiedzieć, jak korzystać z określonych narzędzi do modelowania statystycznego i innych zasobów do badań formalnych.
Wraz z wyciekami ropy i innymi podobnymi katastrofami, wielu oceanografów chemicznych bada wolniejsze skutki zanieczyszczeń, które nie są związane z jednym zdarzeniem. Dobrym tego przykładem jest zjawisko gromadzenia się plastiku w oceanach. Jednym z głównych wkładów oceanografów chemicznych i biologów morskich do dzisiejszego świata naukowego jest badanie tego, jak ogromne ilości małych plastikowych elementów gromadzą się w oceanach i co się z nimi dzieje po przeciągnięciu ich na brzeg.
Inną ważną częścią pracy chemicznego oceanografa jest często zajmowanie się kwestią zmian klimatycznych lub, jak to niektórzy nazywają, globalnym ociepleniem. Niezależnie od tego, czy oceanograf jest związany z debatą polityczną na temat tego, czy zmiany klimatyczne są spowodowane przez człowieka, jako naukowiec chemik morski często dostarcza szczegółowych badań na temat tego, jak zmienia się środowisko i jak wpływa to na różne części ekosystemu oceanicznego. Wiele z tych badań może mieć wpływ na przyszłą administrację publiczną, a oceanografowie chemiczni, dzięki ich formalnym metodologiom, pomagają zapewnić, że wyniki badań są dokładne i realistyczne.
Chociaż znaczna część pracy oceanografa chemicznego wiąże się z badaniami stacjonarnymi, niektóre z tych prac mogą również wymagać dużej ilości czasu spędzonego na aktywnych badaniach terenowych, w tym na zbieraniu próbek. Większość oceanografów chemicznych powinna być przygotowana do nurkowania w poszukiwaniu okazów. Muszą także wiedzieć, jak obchodzić się z okazami w trakcie i po pobraniu. Wszystko to sprawia, że ci specjaliści są cenni dla projektu z zakresu biologii morskiej.