Alvin: Dr. Robert Ballard var chefsforskare vid ett flertal dyk av djuphavssänkbara Alvin, som ägs och drivs av WHOI. Alvin har använts för att utforska ett brett utbud av undervattensmiljöer, inklusive vraket av Titanic, hydrotermiska ventiler och djuphavskorallrev. Ballard använde Alvin för att genomföra många av sina mest kända utforskningar, inklusive upptäckten av hydrotermiska öppningar på East Pacific Rise och vraket av Titanic.
NOAA Okeanos Explorer: Dr. Robert Ballard är en huvudforskare vid National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Okeanos Explorer, ett program som använder autonoma undervattensfordon (AUV) och ROV:er för att utforska havet. Ballard har deltagit i flera Okeanos Explorer-expeditioner, inklusive en nyligen genomförd expedition för att utforska vraket av USS Indianapolis i Stilla havet.
Utöver dessa projekt har Dr. Robert Ballard också varit involverad i ett antal andra forsknings- och utforskningsprojekt, inklusive:
* Deepsea Challenger-expeditionen, som 2012 tog Ballard till havets djupaste punkt, Challenger Deep in the Mariana Trench.
* The Search for Amelia Earhart, ett projekt för att hitta vraket av Amelia Earharts plan, som försvann 1937.
* Black Sea Maritime Archaeology Project, som söker efter skeppsvrak i Svarta havet.
* LOST 52-projektet, som söker efter resterna av U.S. Navy-ubåtar som förlorats under andra världskriget.