潜水器主要分为载人潜水器（HOV）和无人潜水器（UUV）两大类。
无人潜水器分为遥控无人潜水器（ROV）、自治式无人潜水器（AUV）以及水下滑翔机（UG）。
潜水器耐压壳的设计目标是在满足结构强度和稳定性要求的前提下，在减少壳体重量的同时增大内部容积，耐压壳的重量排水量比越小，潜水器能提供的有效载荷越大，决定重排比的主要因素是结构的形式和材料。
耐压壳常规的结构形式包括球形、圆柱形、椭球形、锥形、倒楔形以及它们的组合形状等。
随着壳体设计方法的完善和计算机技术的发展，在传统球柱锥组合型潜水器耐压壳结构的基础上，提出了新型耐压壳结构形式。
海洋的特殊环境对潜水器的耐压壳材料提出了特殊要求，耐压壳应采用高比强度、耐腐蚀、耐疲劳、物理性能稳定、成型工艺好的高性能材料。潜水器耐压壳材料一般分为金属和非金属两大类，金属材料主要有各种钢材料、铝合金、钛合金等，非金属材料主要有结构陶瓷、复合材料、有机玻璃等。
随着材料研究的进步与制造技术难点的攻克，新型材料在潜水器耐压壳上得到了应用。
有机玻璃（透明丙烯酸树脂）材料具有密度小、机械强度高、易于加工等优势，极高的透明度可以给观察员提供优越的水下视野，在观光和探险型潜水器上，大多使用全透明有机玻璃载人舱。我国的“寰岛蛟龙”号观光潜水器，即采用了1段球形有机玻璃和和3段圆柱形有机玻璃作为载人舱。日本计划未来新一代“深海12000”载人潜水器的载人球壳采用强化玻璃制造，可以极大提升海底作业的视景作业效率。
潜水器耐压壳的设计主要是其强度和稳定性的计算问题，一般的设计方法主要有理论公式设计、基于规范的设计方法和基于有限元方法的直接设计方法，本节介绍各种结构形式的潜水器耐压壳的设计计算方法。
环肋圆柱壳是潜水器耐压壳结构的基本形式，对均匀外压作用下的环肋加强圆柱耐压壳，可以简化为两端刚性固定在弹性支座上的复杂弯曲弹性基础梁来研究。
在均匀外压力的作用下，环肋耐压壳体的失稳方式一般有肋间壳板失稳和总体失稳2种方式，表征圆柱形耐压壳结构稳性的特征量有肋间壳板失稳压力、柱壳总体失稳压力。
1）局部失稳计算方法
肋间壳板弹性理论临界失稳压力计算基于Mises公式：
其中：E为材料的弹性模量；μ为泊松比；${\rm{\alpha}}=\dfrac{{{\text{π}}{{R}}}}{{{L}}}$；L为舱段全长；n为周向失稳波数。
CCS规范中将上式简化，得到PE的表达式为：
式中：${{u}}=0.643\dfrac{1}{{\sqrt{{{Rt}}}}}$。
对理论临界压力PE进行折减得到肋间壳板实际临界压力Pcr的表达式为：
2）总体失稳计算方法
相邻舱壁之间舱段的总体弹性失稳压力${{P}}_{{E}}'$的计算基于Mises临界压力简化公式：
其中：I为肋骨的截面惯性距；l为肋骨间距。
CCS规范中对理论临界压力${{P}}_{{E}}'$进行折减得到肋间壳板实际临界压力：
1）薄球壳理论
球壳承受均匀外压时，保持球形状态均匀压缩变形，产生的面内压应力为：
2）CCS规范中球壳强度设计
球壳体壳板应力按下式计算：
1）理论公式和钱学森公式
式中：E为材料弹性模量；μ为泊松比，当μ=0.3时，${{{P}}_{{{cr}}}}\approx1.21{{E}}{\left({\frac{{{t}}}{{{R}}}}\right)^2}\;$
根据实验得到的受压球壳失稳压力远小于上式的计算值，且失稳破坏是突然发生，对于大深度潜水器耐压球壳，上述理论临界值将远远高于实际破坏压力。
钱学森理论的结果与E.E.Sechler和W.Bollay的半径18in薄铜半球壳实验结果吻合较好。
2）CCS规范整球壳体屈曲计算
CCS规范潜水器规范整球屈曲压力按下式计算
3）2013版CCS规范中承受外压的钛合金耐压壳体的极限承载压力计算
2013版CCS规范中“第16章潜深大于500m的潜水器的补充规定”，给出了初步设计阶段，承受外压的钛合金耐压球壳的极限承载压力的计算公式：
式中：Rm为材料抗拉强度；k为制造偏差修正系数，按下式计算：
其中：$x\!=\!346.74\!\times\!\left({\Delta/{R_i}\!-\!0.0055}\right);y\!=\!57.7\!\times\!\left({t/{R_i}}\!-\!\right.$0.0525)；Δ为球壳制造最大允许偏差；Ri为球壳内半径。
对于各种新型的耐压壳结构，至今还没有成熟的理论计算方法，学者们根据自己的研究成果建立相应的模型，得到了一些结论，提出了相应的设计计算方法。
该结构的强度计算基于薄壳理论，计算公式同球壳强度式（7），稳定性分析近似圆柱壳理论公式，局部稳定的临界压力公式如下：
式中：α为切弧角。
整体稳定的临界压力公式如下：
式中：${{{R}}_{{{eff}}}}={{R}}/2(1-{{sina}});\;{{{L}}_{{s}}}=2{{Rcosa}};\;{{m}}={\text{π}}{{{R}}_{{{eff}}}}/{{L}}$；I为截面转动惯量；nm为屈曲模态值，取1～10。
线性材料的三藕节切弧连接耐压壳体强度计算式如下：
线性材料的三藕节切弧连接耐压壳体稳定性计算式如下：
由薄壳理论确定蛋形耐压壳的径向应力${{\rm{\sigma}}_\varphi}\left({{x}}\right)$，纬向应力${{\rm{\sigma}}_\theta}\left({{x}}\right)$计算如下式：
式中：${{{R}}_1}\left({{x}}\right)$为第一曲率半径；${{{R}}_{\rm{2}}}\left({{x}}\right)$为第二曲率半径，计算公式如下：
蛋形耐压壳的屈曲临界载荷公式如下：
式中，$\overline{{{{R}}_1}}$为第一曲率半径均值，$\overline{{{{R}}_{\rm{2}}}}$为第二曲率半径均值。
伴随着海洋装备的不断升级，未来的潜水器耐压壳结构可以从以下几个方面深化研究与应用：
中国深潜“三龙”的研制成功，标志着我国深海技术的飞跃性发展，体现了我国深海技术装备发展的总体水平，进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋已经成为的我国海洋事业发展的目标。本文对国内外潜水器的发展现状和潜水器耐压壳的研究情况进行概述，旨在为我国潜水器的研发提供参考。