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山东作为海洋科技力量的聚集区，拥有以海洋科学与技术国家实验室为龙头的众多科研机构。山东省汇集了全国近50%的高层次海洋领域人才。目前拥有多家国家级涉海科研、教学事业单位和省部级涉海重点实验室，其中包括海洋科学与技术国家实验室、中国科学院海洋研究所、中国海洋大学、自然资源部第一海洋研究所等一批科研与教学机构和平台。山东承担了“十五”计划以来海洋方向将近一半的“863”计划和“973”计划，产生了一大批高质量的科研成果。2016年山东省属海洋科研机构数量为20家，科研机构从业人员3532人。山东实施了多项海洋重大科技工程，如“问海计划”和“透明海洋”等重大工程，奠定了山东省在全国的海洋科技优势地位。以青岛海洋科学与技术试点国家实验室和国家深海基地等为代表的海洋尖端科研力量，引领山东海洋科技不断发展。青岛海洋科学与技术试点国家实验室是国内海洋领域唯一的国家实验室、世界领先的海洋科研机构，承担着重大科研任务攻关和国家大型科技基础设施研究任务。国家深海基地是我国唯一的深海基地、全球第5个世界级深海探测基地以及“蛟龙”号载人潜水器、“海龙”号无人缆控潜水器、“潜龙”号无人无缆潜水器的母港，承担着深海技术装备的研发试验、组织开展深海资源科考勘探等重任。近年来，山东海洋科技发展继续保持良好态势，科技实力进一步加强，2018年国内唯一的综合性海洋设备第三方检验检测公共服务平台国家海洋设备质量检验中心在山东启用；集水下考古调查、勘探、发掘、保护、展示、研究、学术交流、人才培养于一体的国家文物局水下文化遗产保护中心北海基地启用；中科院海洋大科学研究中心获批成立，这些国家级海洋科技平台落户在山东进一步巩固了山东海洋科技创新的基础。
据统计2016年我国的海洋科研机构的总课题数为18139项，其中山东省的海洋科研机构承担1520项课题，基础研究课题数551项，应用研究433项，试验发展273项，成果应用66项，科技服务197项，科研实力位居国内沿海省市前列。山东一直重视海洋科技人才的培养和引进，20多家科研机构集聚了各学科海洋人才。近年来山东海洋科研人才队伍不断壮大，据统计2016年，海洋科研机构科技活动人员学历构成中山东省科技活动人员3008人，其中博士970人，硕士872人，本科生755人，大专生248人。按职称构成划分，3008名科技活动人员中，高级职称1103人，中级职称1224人，初级职称480人，博士与硕士研究生和中高级职称科研人员都占绝对比重。
近年来，大量国家重大海洋项目在山东落户，催生出大批对海洋产业有重大拉动作用的科研成果。2004—2008年，山东省海洋科技成果超过400项获市级以上科技奖励，其中获国家科学技术鼓励委员会奖励的第一完成单位在山东的有13项。2016年山东海洋科研机构申请专利受理数443件，其中发明专利341件；专利授权数为370件，其中发明专利208件；拥有发明专利总数为1071件。据统计改革开放40多年来，山东自然资源系统获得省部级以上科技成果奖361项。海洋科技取得了丰硕成果，海洋产业发展迅速。例如山东建造出“蓝鲸2号”半潜式钻井平台等世界高水平海洋钻井平台；在国内率先开展了天然气水合物实验模拟研究，为我国在南海首次成功试采可燃冰提供了技术支持；具有自主知识产权的海燕-10000水下滑翔机，最大下潜深度达到8213米，刷新了世界纪录，对于我国海洋仪器装备的国产化具有里程碑的意义；“蛟龙”号取得了7000米级海试成功，能够深潜到全球99.8%的海域，引领我国迈入世界载人深潜第一梯队，被授予2017年度国家科学技术进步一等奖。
山东科技组织形式不断创新，涉海企业注重产学研一体化模式，成果转化与落地模式更加有效。
尤其是在海洋领域的产学研合作推进了企业核心能力的发展和自我更新进程的加速。其中多项技术成果得到了快速有效的推广和应用。例如，海参的养殖和技术进步，使得相关海洋养殖业跃升为当地的支柱产业，海洋科技引领效果明显。又如在海洋药物研发方面，据统计山东汇集了全国八成以上的海洋药物研究力量，将海洋多糖作为研究的关键点，在抗肿瘤、心脑血管疾病等方面取得了一大批重大创新成果。
随着山东省海洋经济进一步的发展，海洋科技进步的引领与提升作用明显增强，在海洋产业结构优化方面的引领作用日益明显。海洋科技开发对经济增长的贡献率不断提高。
山东围绕海洋关键性的技术，通过科技创新引领，以海洋高端技术、高端产品、高端产业为引领，海洋新兴产业发展步伐明显加快。在产业结构方面，山东重点发展海洋潜器装备研发、海洋船舶与新材料、海洋智能技术装备等高科技项目，重点发展生物医药、新材料、海水淡化等战略性新兴产业。通过对海洋产业结构的进一步调整，加快人才队伍的补充和建设，特别是对于传统的海洋产业进行了升级和改造，促进了海洋科技成果的应用实践，这进一步推动了科技成果转化，通过打造高校院所产业化基地的科技园（产业园）和孵化基地，为全省海洋产业结构调整提供了技术支撑。