החוג למדעים גיאו-ימיים מציע חקר מעמיק של המרכיב הדומם בסביבה הימית – מגוף המים, דרך קרקעית הים ועד לתת הקרקע הימי. החוג מכשיר תלמידים להבין ולחקור את התהליכים והתופעות הגיאופיזיות והגיאולוגיות בים, תוך שילוב של מחקר מעשי והתמקצעות בתחומי הפיסיקה, המתמטיקה, הגיאוכימיה והמחשוב. תגליות הגז והנפט מתחת לקרקעית הים התיכון הובילו את ישראל לעידן חדש בחקר הים, והחוג נותן כלים להוביל את המחקר והפיתוח בתחום. בין הנושאים הנלמדים בחוג: אוקיאנוגרפיה פיזיקלית וכימית, גיאולוגיה ימית, פלאו-אוקיאנוגרפיה, ביו-גיאוכימיה, גיאופיזיקה, סדימנטולוגיה, גיאו-ארכיאולוגיה וסביבה, חיפוש מקורות אנרגיה, דינמיקה של גוף המים ושינויי מפלס גלובליים.
