本发明公开一种海洋集群观测方法，包括以下步骤：a、在设定观测区域，确定观测位置，每个观测位置包括多个观测节点；b、将多个观测系统由试验母船进行布放，且布放在初始观测位置处；c、控制多个观测系统分别运动到对应的观测节点处，然后各个观测系统同步竖直下潜观测；观测系统在下潜过程中，通过全回转中间矢量推进器进行动力定位；观测完成后观测系统斜向上浮；待观测系统上浮至水面后，再控制观测系统运动到第二观测位置；如此完成观测区域的集群观测。本发明可解决海洋中小尺度过程快速、跨区域、时空同步精细化观测的问题，并且能够进行多体集群组网，实现海洋中小尺度的集群观测。