Alvin: Dr. Robert Ballard was de hoofdwetenschapper bij talloze duiken met de diepzeeduikboot Alvin, die eigendom is van en wordt geëxploiteerd door de WHOI. Alvin is gewend om een breed scala aan onderwateromgevingen te verkennen, waaronder het wrak van de Titanic, hydrothermale bronnen en diepzeekoraalriffen. Ballard gebruikte Alvin om veel van zijn beroemdste verkenningen uit te voeren, waaronder de ontdekking van hydrothermale bronnen aan de East Pacific Rise en het wrak van de Titanic.
NOAA Okeanos Explorer: Dr. Robert Ballard is hoofdonderzoeker bij Okeanos Explorer van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), een programma dat gebruik maakt van autonome onderwatervoertuigen (AUV's) en ROV's om de oceaan te verkennen. Ballard heeft deelgenomen aan verschillende Okeanos Explorer-expedities, waaronder een recente expeditie om het wrak van de USS Indianapolis in de Stille Oceaan te verkennen.
Naast deze projecten is Dr. Robert Ballard ook betrokken geweest bij een aantal andere onderzoeks- en verkenningsprojecten, waaronder:
* De Deepsea Challenger-expeditie, die Ballard in 2012 naar het diepste punt van de oceaan bracht, de Challenger Deep in de Mariana Trench.
* The Search for Amelia Earhart, een project om het wrak van het vliegtuig van Amelia Earhart te vinden, dat in 1937 verdween.
* Het Black Sea Maritime Archaeology Project, dat op zoek gaat naar scheepswrakken in de Zwarte Zee.
* Het LOST 52 Project, dat zoekt naar de overblijfselen van onderzeeërs van de Amerikaanse marine die verloren zijn gegaan tijdens de Tweede Wereldoorlog.