Kemični oceanograf na splošno preučuje kemijo morskega oceana in njegovega morskega dna. To pogosto vključuje delo na učinkih različnih vrst onesnaževanja ali zunanjih dražljajev, ki vplivajo na splošno oceansko okolje. Kemične oceanografe pogosto imenujemo tudi morski kemiki, njihova delovna mesta pa vključujejo vnos pristopa kemične analize v širšo znanost o morski biologiji.
V mnogih primerih so kemijski oceanografi v sodobnem času zadolženi za raziskovanje, kako različni pojavi vplivajo na kemično sestavo oceana. Mnogi od teh so odmevni negativni primeri, kot so razlitja nafte. Kemični oceanograf lahko večino svojega časa posveti podrobnemu opisu različnih načinov, kako dogodki, kot je razlitja nafte, vplivajo na oceanski ekosistem, spet z zelo zapletenimi študijami ali strogimi metodami zbiranja podatkov. To pomeni, da bi moral kemijski oceanograf znati uporabljati tudi posebna orodja statističnega modeliranja in druge vire za formalne raziskave.
Poleg razlitja nafte in drugih podobnih katastrof mnogi kemijski oceanografi preučujejo počasnejše učinke onesnaževanja, ki niso vezani na en sam dogodek. Dober primer tega je pojav kopičenja plastike v oceanih. Eden večjih prispevkov kemijskih oceanografov in morskih biologov k današnjemu znanstvenemu svetu je študija, kako se ogromne količine majhnih plastičnih predmetov kopičijo v oceanih in kaj se zgodi z njimi, ko jih odvlečejo na morje.
Drug pomemben del dela kemijskega oceanografa se bo pogosto ukvarjal z vprašanjem podnebnih sprememb ali, kot nekateri temu pravijo, globalnega segrevanja. Ne glede na to, ali je oceanograf povezan s politično razpravo o tem, ali so podnebne spremembe posledica človeka, bo morski kemik kot znanstvenik pogosto zagotovil podrobne raziskave o tem, kako se okolje spreminja in kako to vpliva na različne dele oceanskega ekosistema. Velik del teh raziskav lahko vpliva na prihodnjo javno upravo, kemijski oceanografi pa s svojimi formalnimi metodologijami pomagajo zagotoviti, da so ugotovitve študij točne in realistične.
Čeprav pomemben del dela kemijskega oceanografa vključuje namizne raziskave, lahko nekatera od teh delovnih mest zahtevajo tudi veliko časa, porabljenega za aktivne terenske raziskave, vključno z zbiranjem vzorcev. Večina kemijskih oceanografov bi morala biti pripravljena na potapljanje po vzorce. Prav tako morajo znati ravnati z vzorci med zbiranjem in po njem. Zaradi vsega tega so ti strokovnjaki dragoceni za projekt morske biologije.