Kemiallinen meritutkija tutkii yleensä suolaisen meren ja sen merenpohjan kemiaa. Tämä sisältää usein työtä erilaisten pilaantumisen vaikutusten tai ulkoisten ärsykkeiden vaikutuksista, jotka vaikuttavat yleiseen meriympäristöön. Kemiallisia merentutkijoita kutsutaan usein myös merikemisteiksi, ja heidän tehtävänsä on tuoda kemiallinen analyysimenetelmä laajempaan meribiologian tieteeseen.
Monissa tapauksissa kemialliset merentutkijat ovat nykyajan tehtävänä tutkia, miten eri ilmiöt vaikuttavat meren kemialliseen koostumukseen. Monet näistä ovat korkean profiilin negatiivisia tapauksia, kuten öljyvuotoja. Kemiallinen meritutkija voi viettää suurimman osan ajastaan yksityiskohtaisesti eri tavoista, joilla öljyvahinkojen kaltaiset tapahtumat vaikuttavat valtameren ekosysteemiin, jälleen erittäin monimutkaisten tutkimusten tai tiukkojen tiedonkeruumenetelmien avulla. Tämä tarkoittaa, että kemiallisen meritutkijan tulisi myös tietää, miten käyttää erityisiä tilastollisia mallintamistyökaluja ja muita resursseja muodolliseen tutkimukseen.
Öljyvuotojen ja muiden vastaavien katastrofien ohella monet kemialliset merentutkijat tutkivat saastumisen hitaampaa vaikutusta, joka ei ole sidottu yhteen tapahtumaan. Hyvä esimerkki tästä on valtamerien muovin kertyminen. Yksi kemiallisten merentutkijoiden ja meribiologien merkittävimmistä panoksista nykypäivän tieteelliseen maailmaan on tutkimus siitä, kuinka valtavia määriä pieniä muoviesineitä kerääntyy valtameriin ja mitä niille tapahtuu sen jälkeen, kun ne on vedetty merelle.
Toinen merkittävä osa kemiallisen meritutkijan työtä käsittelee usein ilmastonmuutosta tai, kuten jotkut kutsuvat, ilmaston lämpenemistä. Riippumatta siitä, liittyykö meritutkija poliittiseen keskusteluun siitä, onko ilmastonmuutos ihmisen aiheuttama, tiedemiehenä merikemisti tekee usein yksityiskohtaista tutkimusta siitä, miten ympäristö muuttuu ja miten tämä vaikuttaa valtameren ekosysteemin eri osiin. Suuri osa tästä tutkimuksesta voi vaikuttaa tulevaan julkishallintoon, ja kemialliset merentutkijat virallisilla menetelmillään auttavat varmistamaan, että tutkimustulokset ovat tarkkoja ja realistisia.
Vaikka merkittävä osa kemiallisen merentutkijan työstä liittyy työpöytätutkimukseen, jotkut näistä töistä voivat vaatia myös paljon aikaa aktiiviseen kenttätutkimukseen, mukaan lukien näytteiden kerääminen. Useimpien kemiallisten merentutkijoiden tulisi olla valmiita sukeltamaan näytteitä varten. Heidän on myös kyettävä tietämään, miten näytteitä käsitellään keräyksen aikana ja sen jälkeen. Kaikki tämä tekee näistä ammattilaisista arvokkaita meribiologiaprojektille.