Morska arheologija, također poznata kao pomorska arheologija, proučava podvodne artefakte i krajolike. Često to znači proučavanje olupina brodova, iako su otkrivene i druge zanimljive podmorske arheološke značajke, kao što su ostaci prapovijesnih kampova u Sjevernom moru ili krhotine koje su ostale kada potres ukapljuje kopno ispod lučkog grada, kao što je Port Royal u Antilima. Obično se podvodni artefakti brzo raspadaju, ali u nekim slučajevima, samo jedan prema nekoliko stotina, očuvanost je izvanredna, a artefakti koji bi se već davno raspalili ili opljačkali da su na kopnu još uvijek ostali. Jedan poznati primjer je olupina Mary Rose, ratnog broda iz doba Tudora koji je potonuo u bitci s Francuzima 1545. godine.
Neki od najfascinantnijih arheoloških dokaza antičkog svijeta potječu iz vrlo starih brodoloma s očuvanim materijalom. Najstariji olupini brodova koji se mogu istražiti u području morske arheologije potječu iz brončanog doba, a neki brodovi i kanui datiraju iz 1400. godine prije Krista ili ranije. Jedan od najpoznatijih je brodolom Uluburun, dobro očuvana olupina na južnoj obali Turske s velikim teretom. Teret je uključivao bjelokost slona, slonovaču nilskog konja, bakrene ingote, kositrene ingote, neobrađeno staklo, egipatsku ebanovinu, zlato, jaja od nojeva, smolu terebinta, posude od slonovače, zlatni kalež, razne vrčeve, svjetiljke i vaze, talijanski mač, europska koplja , kamena svečana sjekira i drugo. Tako veliki nalazi netaknutog materijala vrlo su rijetki u nadzemnoj arheologiji, a otkriće faraonskih grobnica jedan je od primarnih i jedinih primjera.
Sljedeća velika klasa impresivnih brodoloma u pomorskoj arheologiji su oni iz kasnog brončanog i ranog željeznog doba Grčke i Rima. Ogromne teglenice za razonodu rimskog cara Kaligule otkrivene su u jezeru Nemi u Italiji, gdje je slatka voda pogodna za bolje očuvanje drveta i artefakata. Jedna od ovih (fragmentarnih) teglenica bila je duga 104 m (341 ft), treći najveći drveni brod ikad izgrađen, s tim da je veći brod izgrađen tek oko 1,800 godina kasnije. Nazvan “Caligulin divovski brod”, bio je visok šest paluba i mogao je primiti preko 1,000 ljudi. Kaligulin divovski brod simbolizira hedonizam i sebičnost Kaligule i drugih rimskih careva poput Nerona.
Jedna česta, vrlo spekulativna povezanost morske arheologije u javnosti je ona s mogućim otkrićem Atlantide. Iako je Atlantida očito bila književna naprava koju je Platon izmislio kako bi opisao svoje idealno društvo, tisućama godina mnogi su se ljudi zavaravali misleći da ona zapravo postoji, što je potaknulo opsežna podvodna istraživanja. Neka od ovih istraživanja zapravo su otkrila neke zanimljive artefakte, ali u svakom slučaju su bili povezani s poznatim kulturama antičkog svijeta, nikad potpuno novom i neotkrivenom kulturom.