FPSO是全海式油田开发工程中的核心单元。从油井中生产的原油流经海底管线、单点被送到FPSO上的油、气、水处理工艺模块，经脱水、脱气处理后达到稳定的合格商用原油储存于FPSO的原油储存舱中。运油轮定期（一般为5～10天）系靠FPSO，将储存在原油储存舱中的商用原油运送至炼油厂，以保证FPSO在海上油田的连续作业。

FPSO作为一种专用的油气生产装置出现在20世纪的70年代。早期的FPSO均是由旧油轮改造而成。1976年壳牌石油公司用一条5.9万载重吨的旧油轮改造成了世界上第一条FPSO，1977年应用在地中海卡斯特利翁油田。自20世纪90年代以后，FPSO成为海上油气生产的主要手段，并得到了迅速发展，吨位达到十几万载重吨，有的甚至达到了40万载重吨级。世界上共投产FPSO上百条。

中国的FPSO出现于20世纪80年代末，1986年在中国北部湾油气开发中首次采用了FPSO“南海希望号”，是由一条17万载重吨的旧油轮改造而成。中国最大的FPSO为渤海蓬莱19-3油田作业的30万载重吨级的FPSO“海洋石油117”，其船长323米，宽63米，设计寿命25年，外高桥船厂建造，2007年4月命名交付中海油，2009年3月安装成功，储油200万桶，每天处理原油19万桶，作业人员140人。

FPSO主要由巨型浮体和单点系泊系统组成，通过单点系泊定位在海上，浮体围绕单点可以360°转动，这可以减小作用在FPSO系统上的载荷。系泊方式包括软钢臂系泊和内转塔系泊。浮体上配备有完善的保船设备与系统，如压载系统、舱底水系统、扫舱、洗舱系统、海水系统、淡水系统、燃油系统、滑油系统、消防系统、救生系统及航行信号系统等。

FPSO上配备大功率的电站与热站，为油田开采和油、气、水处理提供电能和热能；FPSO上的生活模块为油田管理人员与生产作业人员提供舒适的生活、办公与娱乐设施；FPSO是海上油田开采的指挥中心，因此FPSO上设有高度自动化的中央控制室，同时还配备有无线电通信、光纤通信（或微波通信）设备、自动电话系统和火气探测系统等，以保证油气生产得正常操作与安全作业。

赤道几内亚的FPSO