De maritieme meteoroloog bewaakt 24 uur per dag het weer en samen met Rijkswaterstaat de waterstanden voor de Nederlandse kust. Hij/zij geeft weerberichten voor de scheepvaart en wind- en stormwaarschuwingen uit voor de Noordzee en de Nederlandse kust. In geval van stormvloeden alarmeert en adviseert de maritieme meteoroloog de Stormvloed-waarschuwingsdienst (SVSD) over waterstandsverhogingen die veroorzaakt worden door weersinvloeden.

Het KNMI heeft TurboWin software ontwikkeld voor het samenstellen en verzenden van waarnemingen op zee door voluntary observing ships (link op JCOMM-site van WMO).

Maritieme waarnemingen en modeldata worden real-time geproduceerd ten behoeve van verwachtingen en waarschuwingen die door de maritieme meteoroloog worden opgesteld. Naast de meteorologische data (zie 'meteorologisch') betreft dit golf- en waterstandgegevens van het meetnet Noordzee, 'actuele waterdata', alsmede modeldata berekend met golfmodel NEDWAM en waterstandsmodel WAQUA-in-Simona/DCSM98. Beide modellen worden aangedreven door het atmosferisch model HIRLAM.

Het KNMI beheert ook archieven met historische maritieme data, met name maritiem meteorologische waarnemingen. Wat de Noordzee betreft wordt in de meeste gevallen (tenzij alleen het KNMI over bepaalde data beschikt) voor levering van maritieme data (golven, waterstanden, stroming) verwezen naar de Watermarkt en Basisinfodesk van RIKZ (Rijkswaterstaat).

Het KNMI participeert, samen met een aantal andere Nederlandse instituten met maritieme achtergrond, in de Nationale Oceanografische Data Commissie (NODC). De NODC stelt zich ten doel (1) het bevorderen dat kwalitatief hoogstaande oceanografische gegevens zo effectief mogelijk aan een zo breed mogelijke gebruikersgroep beschikbaar gesteld kunnen worden, en (2) het verlagen van drempels voor het beschikbaar stellen van oceanografische gegevens tussen de participanten van de NODC onderling. Deze commissie vertegenwoordigt Nederland in internationaal verband (IODE, Sea Search).