典型的水下生产系统由水下设备和水面控制设施组成。按照功能可分为井口及采油树系统、管汇系统及连接系统、水下控制及脐带缆系统。

　　水下生产系统自20世纪60年代开始发展，利用水下完井技术结合固定式平台、浮式生产平台等设施组成不同的海上油田开发形式。水下生产系统可以避免建造昂贵的海上采油平台，节省大量建设投资，受灾害影响较小，可靠性强。随着海上深水油气田及边际油田的开发，水下生产系统在结合固定平台、浮式生产设施组成完整的油气田开发方式上得到了广泛应用。

　　300米、1500米，通常被认为是浅水与深水、深水与超深水之间的分界线。基于水深、环境条件、技术水平等方面不同，海洋油气开发会采取不同的模式。在浅水海域，尤其是针对水深在100米左右的油气田，通常是通过浅水导管架平台完成油气田的钻完井以及油气的开采、处理，再通过海底管道输送至陆地终端或浮式生产储油船进一步处理、储存。流花11-1油田是我国第一个采用水下生产系统的油田，平均水深300 米，于1996年3月投产。流花11-1油田由集中管汇、一座半潜式浮式生产系统（FPS）和一艘浮式生产储油装置（FPSO）、单点系泊塔井和水下井口系统构成。流花11-1油田的开发实现了多项技术的创新，包括国内首次全部使用水平井、世界范围内首次使用水下井口电潜泵、国内首次全部采用遥控作业机器人完成水下作业维修等。

　　而在深水、超深水海域，则采用“导管架平台+水下生产系统长距离回接”模式与“浮式生产平台+水下生产系统”模式。前者适用于离浅水区较近的分散油气田开发，在深水区设置水下井口与生产系统，开采出的油气资源通过海底管道输送至固定在浅水海域的导管架平台进行加工处理，再通过长距离管道输送至陆地终端，如荔湾3-1气田开发。“浮式生产平台+水下生产系统”模式则通过水下生产系统开采出油气资源，再通过海底管道输送至半潜式生产平台或浮式生产储油船进行加工处理，比如油、气、水的分离等。“深海一号”采用典型的“浮式生产平台+水下生产系统”开发模式，增加了半潜式生产平台的储卸油功能，属世界首创。