המחלקה לכימיה מפעילה מעבדה חדשנית, המוסמכת על ידי הרשות הלאומית להסמכת מעבדות. במעבדה קיימים מכשירים אנליטיים רבים וטכנאים מיומנים בעלי תואר ראשון ושני. במחלקה 6 חוקרים (3 חוקרים בכירים ו-3 מומחים) המומחים במגוון תחומים לרבות; פסולת ימית, מערכת פחמן ימי, מתכות כבדות במים, משקעים וביוטה ימית, חומרי הזנה אנאורגניים ואורגניים מומסים, איזוטופים יציבים, פיתוח סנסורים כימיים, כימיה של קרבונט ופרוקסי של שיירי מתכות, ומודלים ביוגיאוכימיים והידרודינמיים תלת-ממדיים ו'מידול קופסאות' (box modeling). המחלקה עוסקת בתכנית הניטור הלאומית בישראל בתחומי; ניטור איכות המים והמשקעים (מרינות, מי חוף, מים פתוחים ועמוקים), ניטור מתכות כבדות בביוטה ימית, וניטור פסולת ימית בנמלים. כמו כן, חוקרים מהמחלקה מתאמים ומבצעים תוכניות ניטור לכל מתקני ההתפלה לאורך חוף ישראל וכן מוצאים ימיים של מפעלים ומכוני טיהור שפכים.
| חוקרים | תחומי מחקר | מייל |
| דר' גיא סיסמה-ונטורה – ראש המחלקה | כימיה סביבתית, גיאוכימיה של איזוטופים יציבים, ביוגיאוכימיה, פליאו-אוקינוגרפיה, אוקיינוגרפיה כימית | guy.siv@ocean.org.il |
| דר' ג'ק סילברמן | מערכות אקולוגיות ימיות, אלמוגים, משקעים (סדימנטים), אוקיינוגרפיה, פיזיולוגיה אקולוגית, מודלים | jacobs1@ocean.org.il |
| פרופ' ברק חרות | תהליכים ביוגיאוכימיים, גיאוכימיה של מים, גיאולוגיה, אוקיינוגרפיה, כימיה סביבתית | barak@ocean.org.il |
| דר' יעל סגל רוזנברג | זיהום ימי, מאקרו ומיקרו פסולת | yael_segal@ocean.org.il |
| עוזרי.ות מחקר | מייל |
| ירון גרטנר | yaron@ocean.org.il |
| ויסמן גבריאל | gabriel@ocean.org.il |
| דבורה בורד וילנוב | devora@ocean.org.il |
| מריה אבו חדרה | maria@ocean.org.il |
| עינת גלילוב | kockey6066@gmail.com |
| נורית גורדון | ngordon@ocean.org.il |
| דניאל לב | dany.lev@ocean.org.il |
| צחי יעקובסון | tjacobson@ocean.org.il |
| הגר האוזר | hagarh@ocean.org.il |
| אביב שכנאי | avivs@ocean.org.il |
| עמר צור | omert@ocean.org.il |
| מיה מר מורי | maya@ocean.org.il |
