水下油气生产系统是20世纪60年代发展起来的，它利用水下完井技术结合固定式平台、浮式生产平台等设施组成不同的海上油田开发形式。水下油气生产系统可以避免建造昂贵的海上采油平台，节省大量建设投资，受灾害影响较小，可靠性强。随着海上深水油气田及边际油田的开发，水下油气生产系统得到了广泛应用。水下油气生产系统的建造和运营费用基本上不随水深变化而变化，对于深水区域多趋向于使用水下油气生产系统。但对于给定的水深和位置，海洋平台的费用受井口数目的影响较小，使用海洋钻井平台相对更为经济。

水下油气生产系统由水下设备和水面控制设施组成。按照功能可分为井口及采油树系统、管汇系统及连接系统、水下控制及脐带缆系统。

油气井中的生产流体通过水下井口头和采油树汇集到管汇，然后通过海底管线上的终端设备进行集输，最后由立管输送至水面设施。在整个生产过程中，由水面设施的主控站通过水下脐带缆系统及控制设备对生产过程进行检测、控制和化学药剂的注入。

水下油气生产系统的井口和采油树位于海底，优点是水下生产系统不会像水面生产系统（如海洋平台）受到海面风浪流和水深的影响。不足之处在于，水下生产系统不能直接进行操作，必须通过移动的钻井单元进行钻井，操控也必须通过脐带缆远程控制，持续操作性显然比平台式生产系统复杂得多。