Sukellusvene on vesikulkuneuvo, joka on suunniteltu kellumaan pinnalla ja navigoimaan meren pinnan alla. Niiden koko vaihtelee hyvin pienistä sukellusveneistä, jotka on suunniteltu syvänmeren etsintään, ja valtaviin ydinsukellusveneisiin, joita ylläpidetään osana sotilaslaivastoa. Kaikki toimivat kuitenkin samoilla perusperiaatteilla, mutta käyttävät noste- ja laskuominaisuutta vedessä. Varhaisin malli rakennettiin 1600 -luvulla, vaikka se oli erittäin raaka ja ei juurikaan muistuta sen nykyaikaisia vastaavia.
Sukellusveneen kaksirunkoinen muotoilu sisältää suuria tiloja painolastisäiliöille. Kun säiliöt ovat täynnä ilmaa, vene on paljon kevyempi kuin vesi, jonka se syrjäyttää liikkuessaan veden läpi, jolloin se voi kellua pinnalla. Kun ilmaa tuuletetaan ulos niin, että vettä valuu sisään, sukellusvene muuttuu raskaammaksi ja alkaa uppoaa. Sen tarkkaa syvyyttä voidaan säätää lisäämällä vettä tai pakottamalla paineilmaa painolastisäiliöihin.
Sukellusveneen voimalaitos on suunniteltu erittäin tehokkaaksi, jotta vene voi navigoida kuukausia kerrallaan. Dieselvaihtoehdot käyttävät akkujärjestelmiin kytkettyä dieselpolttoainetta virran saamiseksi. Ydinsukellusveneellä on pieni ydinvoimala. Käyttämällä ydinvoimaa alus voi olla veden alla huomattavan pitkän ajan.
Sukellusveneen sisällä olosuhteet ovat yleensä hyvin ahtaat. Olipa tieteellinen tai sotilaallinen, se on täynnä sen käyttöön liittyviä varusteita, ja kaikki käytettävissä olevat pinnat hyödynnetään maksimaalisesti. Henkilökunta voi olla satoja suuremmissa sukellusveneissä, jotka vaativat myös laajoja tukipalveluja, kuten sairaalan, messutalon ja majoituksen. Voimalaitosta on myös käytettävä hapen tuottamiseen ja sukellusveneen ilman pitämiseen puhtaana, jotta sisätila on terve elinympäristö.
Monet ihmiset tuntevat periskoopin, laitteen, jota käytetään katsomaan veden yläpuolelle, kun sukellusvene on veden alla. Periskooppi koostuu peilistä, jotka on asennettu pitkän putken sisään. Kun sitä pidennetään, merimies kiinnittää katseensa katsojaan ja näkee, mitä veden yläpuolella tapahtuu. Tämän työkalun avulla voidaan etsiä uhkia, tarkistaa sääolosuhteita tai tehdä muita nopeita yleisiä arvioita. Joissakin sukellusveneissä on myös snorkkelijärjestelmä tuoreen hapen saamiseksi.