بدأ العمل بقسم الفيزياء البحرية منذ تأسيس المركز في منتصف عام 1980 ويعتبر القسم الوحيد في العراق والمتخصص من حيث اهتمامه بالدراسات الفيزيائية البحرية حيث يهتم القسم بدراسة الظواهر الفيزيائية البحرية للمياه البحرية في الخليج العربي والممرات المائية المرتبطة به .
يتركز عمل القسم في دراسة الخواص الفيزيائية للمياه البحرية وهيدروديناميكية الكتل المائية وعمليات المزج والدوران والمد والجزر والدراسات الهيدروغرافية لمنطقة الخليج العربي.كما يهتم بدراسة التداخل بين العوامل الجوية وسطح البحر مثل توليد الامواج وغيرها.
يقوم القسم بأعداد النماذج الرياضية لمحاكاة الواقع للظواهر الفيزيائية اعلاه وذلك ضمن مشاريع استراتيجية في الخطة العلمية للقسم .
من جهة أخرى يقوم القسم بتنفيذ برامج بحيثة ضمن خطة علمية سنوية للقسم إضافة الى ذلك يقدم القسم الاستشارات والدراسات لدوائر الدولة والجهات ذات العلاقة عن طريق مكتب الاستشارات البحرية لمركز علوم البحار يشرف عليها اختصاصيون من القسم الذي يضم اختصاصات في الفيزياء البحرية والانواء الجوية والمناخ والموارد المائية اضافة الى اختصاصيون في النمذجة الرياضية.
