Alvin: Dr. Robert Ballard bio je glavni znanstvenik na brojnim ronjenjima dubokomorske podmornice Alvin, koja je u vlasništvu i kojom upravlja WHOI. Alvin je korišten za istraživanje širokog spektra podvodnih okruženja, uključujući olupinu Titanica, hidrotermalne izvore i dubokomorske koraljne grebene. Ballard je koristio Alvina da provede mnoga od svojih najpoznatijih istraživanja, uključujući otkriće hidrotermalnih otvora na Istočnopacifičkom uzvišenju i olupinu Titanica.
NOAA Okeanos Explorer: Dr. Robert Ballard glavni je istraživač Okeanos Explorera Nacionalne uprave za oceane i atmosferu (NOAA), programa koji koristi autonomna podvodna vozila (AUV) i ROV-ove za istraživanje oceana. Ballard je sudjelovao u nekoliko ekspedicija Okeanos Explorer, uključujući nedavnu ekspediciju za istraživanje olupine USS Indianapolisa u Tihom oceanu.
Osim ovih projekata, dr. Robert Ballard također je bio uključen u brojne druge istraživačke projekte, uključujući:
* Ekspedicija Deepsea Challenger, koja je 2012. odvela Ballarda do najdublje točke u oceanu, Challenger Deep u Marijanskoj brazdi.
* The Search for Amelia Earhart, projekt pronalaženja olupine aviona Amelie Earhart, koji je nestao 1937. godine.
* Projekt pomorske arheologije Crnog mora, koji traga za olupinama brodova u Crnom moru.
* Projekt LOST 52, koji traga za ostacima podmornica američke mornarice izgubljenih tijekom Drugog svjetskog rata.