實驗室的主要研究方向為：漁業資源養護與可持續利用、漁業生態環境與生態調控、水產健康養殖與產物資源利用、海洋漁業種質資源與利用。

1、漁業資源養護與可持續利用
    開展南海漁業資源調查評估技術研究，建立漁業資源監測評估體系；研究漁業資源增殖與海洋牧場構建技術，綜合評價漁業資源增殖效果和生態安全性；開展水生野生動物保護生物學及保護技術研究，建立保護、恢復和增殖瀕危水生野生動物技術體系；研究南海漁業生態系統在自然環境和人類活動影響下的變動過程和機制，建立漁業資源可持續利用及管理技術體系。

2、漁業生態環境保護與生態調控
    開展南海漁業生態環境監測與評價、漁業環境污染生態與污染效應、水產養殖環境容量、污染調控與修復、水生生物多樣性保護技術研究，重點研究人工合成化學物質、漁用藥物對漁業生態環境和水生經濟種類的影響效應，典型淺海網箱養殖漁場與養殖池塘環境污染機制，增養殖水域環境容量、養殖容量、污染調控及修復技術，典型濕地生態系統的組成與結構、功能及其評價以及人類活動對漁業生態系統的影響，為漁業生態安全提供技術支撐。

3、海水健康高效養殖
    開展池塘與淺海灘涂養殖技術研究，優化養殖生態調控技術，創新海水池塘及灘涂工程化養殖技術；研究設施養殖裝備工程技術、海洋捕撈技術以及陸基工程化養殖控制技術，建立南方漁業工程與設施養殖技術體系；開展重要養殖品種重大疫病防控技術研究，構建重大疫病監測預警系統和控制海水養殖動物重大病害的綜合調控防治技術體系；開展高效無公害飼料配置技術、動物性飼料源替代技術以及主要養殖對象的高效飼料營養調節機制研究，建立健康高效水產飼料配置及投喂技術。

4、漁業種質資源保護與利用
    收集和保存不同地理群體熱帶亞熱帶海洋生物活體種質資源，系統評價其種質特性，建立具有豐富遺傳多樣性的活體種質資源庫；采用群體選育、家系選育、多性狀復合育種技術及全基因組選擇育種等技術，針對熱帶亞熱帶海域主養品種斑節對蝦、卵形鯧鲹、珍珠貝等開展遺傳選育研究，獲得具有優良性狀的新品種；開展重要經濟價值的熱帶亞熱帶海洋生物繁殖生理、發育生物學和養殖技術研究，突破苗種規模化繁育技術，開發養殖新品種；利用基因組學、轉錄組學、蛋白質組學和表觀遺傳學等技術，開展熱帶亞熱帶海洋生物主養品種斑節對蝦、珍珠貝和卵形鯧鲹等功能基因發掘和利用研究，建立高密度遺傳連鎖圖譜，為分子標記輔助育種提供技術支撐。