大洋钻探计划带着丰富地球科学成就于2003年9月结束，随之而来的是一项比其规模更大、国际合作更广、持续时间更长和科学目标更加宏伟的综合大洋钻探计划（Integrated Ocean Drilling Program，IODP，2003.10～2013.9）。

该计划包含3个主题：①深海生物圈和洋底下海洋；②环境的变化、过程和影响；③固体地球循环和地球动力学。对以下8个优先领域开展研究：①深部生物圈；②天然气水合物；③极端气候；④高频气候变化；⑤大陆破裂和沉积盆地的形成；⑥大型火成活动区；⑦21世纪Moho钻孔；⑧汇聚边缘之下的发震带。

IODP是以地球系统科学思想为指导，利用多个钻探平台，以更广泛的钻探领域和更深的钻探度，对全球海底进行科学目标更为庞大、系统的科学钻探，在古海洋环境、海底矿产资源、地震成因机理、大洋岩石圈、海平面变化以及深部生物圈等领域进行比ODP更深入的研究。IODP除了“决心号”外，日本“地球号”立管钻探船和欧盟的特定任务平台（Mission Specific Platforms，MSP）加盟，使其航次能够进入过去ODP计划无法进入的地区，如含油气的大陆边缘和极地海冰覆盖区。

IODP计划的主要科学成就有：①在深海底极端环境下发现若干鲜为人知的生物/微生物群落；②先后从洋底不同海区采到气体水合物实物样品；③海洋沉积记录的分析提供了过去环境变化的重要信息，利用环流模型可有效地再造现今的环境；④地幔动力学和岩石圈再循环在环境变化和自然资源聚集中起着重要作用；⑤发现海洋巨大火成活动区是由巨大的偶发性岩浆事件所形成；⑥全球所有地震能量的90%是由俯冲带地震释放的。大多数地震发生于发震带，它是俯冲带中相对较小的一段，在该带俯冲板块与上覆板块相互耦合到一定程度，足以积累弹性应变，并最终以地震形式释放出来。

日本“地球号”的加盟，为IODP计划的实施做出了重要贡献。日本的IODP三大科学主题是：①地幔过程和地球系统演化；②地壳作用和地球系统演化；③俯冲带和地球系统演化过程中的动力学及物质循环。8个研究目标为：①钻探西太平洋洋底海台，认识核-幔作用过程；②钻探太平洋白垩纪到新生代沉积物，详细研究地球温室期间的物质循环及从温室环境到冰室环境的转化过程；③钻探大洋岛弧，认识大陆地壳形成过程；④钻探扩张的弧后，认识洋壳岩石圈形成过程；⑤钻探亚洲边缘海及陆坡，认识陆壳—洋壳—大气圈关系；⑥调查增生楔中的碳循环及深部生物圈；⑦调查汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环；⑧研究生存于增生楔环境中极端微生物学。日本成为IODP计划的重要力量仅次于美国，参与的科学家人数（109人）亦仅次于美国。中国、韩国、澳大利亚、印度和新西兰也先后加入IODP，使其成员国增加至24个。