海洋地质样品库建成于2005年，负责收集、保存、管理、分配海洋地质调查获取的实物样品。目前使用面积3000平方米，分为常温样品库房、低温冷库、临时存放间、样品处理间等4个功能区，能够满足多个项目组同时开展处理样品。

目前海洋地质样品库采用我所自行研发的海洋地质实物样品管理系统，所有入库上架的副样全部实现了信息化管理。

截止2013年6月，库内存放41个项目的样品，共2万余件，主要类别有：岩心（浅钻）、柱状样、表层样、岩石样、水样、生物样等。