物理海洋教育部重点实验室前身为中国海洋大学物理海洋实验室，成立于1987年，1999年被首批确认为教育部重点实验室。
实验室立足国际前沿，围绕科技发展动态和国家重大战略需求，开展海洋动力过程的演变机理及其气候效应的基础研究，倡导并发起 透明海洋 大科学计划，旨在推动海洋观测、机理研究和预报预测的协同发展，实现认知海洋的全过程（状态-过程-变化）透明。主要研究方向为：海洋环流动力学、海洋波动与混合、海洋-大气相互作用与气候，下设近海环流与物质运输、大洋环流动力学、极区海洋动力过程、海浪与小尺度海气、海洋内波与混合、大洋环流动力学、海-气相互作用与气候、海洋与气候系统模式8个研究单元，并在 两洋一海 立体观测系统建设、海洋高端装备研发、全球与区域海洋/海-气耦合模式和预报系统发展等领域形成新优势。
实验室现有固定成员91人，其中中国科学院院士1人， 国家自然科学基金杰出青年基金获得者5人，优秀青年基金获得者5人，长江学者2人， 万人计划 科技创新领军人才3人，山东省泰山学者8人，拥有国家自然科学基金委创新群体1个，科技部重点领域创新团队1个。依托一级学科国家重点学科 海洋科学 ，实验室设有海洋科学、大气科学博士点及博士后流动站。
实验室积极承担国家各类科研项目，主持国家 973 计划项目4项，国家重大科学研究计划项目2项，国家重大科学研究计划青年科学家专题项目1项，863计划项目重大课题4项，国家自然科学基金委--山东省人民政府联合资助海洋科学研究中心项目1项，山东省自主创新重大关键技术项目1项，国家自然科学基金项目49项，承担国家重大科技计划项目能力显著增强，五年来项目经费合同总额约6.7亿元，2015年实验室首次承担国家重大科研仪器研制项目（项目经费8200万元），实现了国家自然科学基金委重大仪器项目在我国海洋领域零的突破。
2010年至今实验室成员已在海洋与气候高水平期刊发表论文1000余篇，其中SCI/EI 源期刊论文700余篇， Science及Nature系列期刊近50篇，出版科研专著4部，研究成果获得国家科技进步二等奖1项，国家自然科学奖二等奖1项，军队科学技术进步奖一等奖1项，教育部科技成果奖励3项，多项成果获得国家发明专利授权，先后有10余项创新研究成果入选年度中国十大海洋科技进展、年度高等学校十大科技进展以及中国海洋与湖沼十大科技进展等评选。
实验室注重国际合作交流，通过共建国际联合实验室，设立国际合作交流项目，召集全球海洋科学研究的高峰论坛及国际研讨会，与国内外海洋科研院所建立了广泛而深入的合作关系，是全球海洋动力过程与气候研究领域具有国际影响力的研究中心之一与合作交流平台。
