水下作战是指运用潜艇、水面舰艇、反潜飞机、无人潜航器等平台在水下战场进行的侦攻防一体的军事行动，是未来海战的重要组成部分。当前，世界主要军事强国正在抓住新一轮科技革命和产业变革的契机，大力提升传统水下作战力量信息化智能化水平，积极研发和部署新型水下作战力量，逐步扩展水下作战空间，不断完善水下作战体系，创新变革水下作战方式，为赢得未来海战谋求新优势。
水下作战平台无人化隐身化。传统的水下作战，唱主角的是有人操纵的潜艇、水面舰船、反潜机等。近些年，随着智能化技术的快速发展，无人潜航器、无人水面艇、无人机等平台的实战化部署速度加快，无人作战系统成为水下作战的生力军，并发挥越来越重要的作用。有资料显示，目前全世界已有1000多艘各种用途的无人潜航器投入使用。美国海军将无人舰艇、数字网络和远程火力确定为高优先发展领域，正在发展中型无人水面舰艇、“梭鱼”水下自主扫雷系统、“剃刀鲸”中型无人潜航器、“蛇头”大型无人潜航器以及“虎鲸”超大型无人潜航器等项目，并相继成立无人水面艇发展中队、无人潜航器中队，执行反水雷战、反潜战、电子战等多样化任务，以支持海上分布式作战。同时，各种水下平台通过采用大直径低转速螺旋桨、加装吸声涂层和反雷达波涂层、增大下潜深度等技战术措施，不断降低噪声、电磁及红外辐射，隐身能力大幅提升。例如，俄罗斯海军的“基洛”级潜艇就被称为“大洋黑洞”。未来常规潜艇和无人潜航器将组合运用燃料电池、大容量蓄电池和传统推进方式，可在水下连续活动1至2个月甚至更长时间，续航力和隐蔽性进一步提升。美国即将服役的“反潜战持续跟踪无人艇”，可连续数月在大洋中自动执行情报搜集、监视和目标搜索任务。美国海军重点发展的“虎鲸”超大型无人潜航器，采用柴电推进系统，一次加注燃料最大航程12000千米，可连续在海上活动6个月，初期具备布雷能力，后续逐步形成反水雷、反潜、反舰、电子战等能力。
水下作战武器高速化智能化。在现代信息技术、材料技术、能源技术等的支撑下，传统的导弹、鱼雷、水雷、深水炸弹等性能获得新的突破和发展，各种武器速度更快，打击距离更远，智能化程度更高。例如，运用超空泡技术，俄罗斯正在研制以60节速度搜索目标、再以300节速度攻击目标的重型超高速鱼雷。俄罗斯“波塞冬”核动力无人潜航器，能以100节速度航行，可装备核弹药或普通弹药。美国在“阿斯洛克”反潜导弹基础上研发携带自导系统的超空泡鱼雷，水下速度可达到200节以上。一些新型智能鱼雷目标识别跟踪能力和抗水声干扰能力更强，可根据各种海情和任务需要进行自动控制、自主攻击。据资料介绍，美国海军Mk62型水雷，能够长时间潜藏在目标海域，平时处于休眠状态，一旦接收到指令就可以立即激活，进行目标搜索并自主攻击。一些新型武器，如无人潜航器使用的超轻型鱼雷、可水下发射的小型无人机、可搭载鱼雷弹头的远程导弹等，也将可能很快投入实战运用。如美国海军正在研发的直径170毫米、长约2.7米、重量是Mk46型鱼雷三分之一的超轻型鱼雷，能快速攻击目标。
水下信息系统网络化一体化。随着水下探测、监听、通信等技术的长足发展，水下战场感知能力弱、通信手段有限、互联互通层次低等瓶颈问题正在不断突破。水下各类信息系统采取岸基固定式和机动部署式相结合的方式，形成水下信息网络，并接入一体化信息网络，实现各种水下作战平台及传感器与水面、空中、太空、陆岸参与水下作战力量的紧密结合，从而大大提高水下战场感知、指挥控制和协同作战能力。例如，外军正在研发的“水下互联网”技术，通过布设具有自主联网功能的分布式被动与低频主动声呐，构建“水下GPS导航”系统；研发无线射频、蓝绿激光通信、卫星通信和光电通信网络等新型水下通信技术，提升水下平台和武器系统的指挥控制技术，实现水下平台之间以及水下平台与海上、空中、太空平台的互联互通，使各种水下作战平台既是该“网络”中的节点，又能通过该“网络”共享感知水下战场态势。
水下作战方式多样化集群化。随着水下作战手段的日益增多，传统的以潜艇为中心、相对独立的水下对抗方式将发生革命性变化，水下作战方式呈现多样化特点。在水下信息网络支撑下，已经广泛运用于水面、空中等空间的作战方式，如集群式作战、分布式作战、有人/无人协同作战等，将可“移植”到水下战场，各种探测与反探测、布雷与扫雷、攻潜与防潜、水下封锁、水下特种破袭等行动精彩纷呈。有人潜艇既可成规模、成体系地实施协同作战，改变以往相对独立的作战方式；也可不直接参与攻防作战，而是作为水下指挥控制中心和信息中枢，指挥若干无人作战系统承担情报侦察、反水雷、反潜、反舰等作战任务。数十个无人潜航器组成机动探潜网络，探测范围可达几十万平方千米，可大大提高水下战场态势感知能力。按照“开放式系统架构”方法，采用模块化、可重复配置的设计，将无人平台搭载在潜艇、水面舰艇上一体部署，可在广阔海域开展有人/无人协同行动。
