民国36年（1947年），朱庭祜等对西沙群岛进行过地质调查，并著有论文，其中对鸟粪层的开发利用作了初步研究。1973年12月～1974年5月，石油部南海石油勘探指挥部在西沙群岛的永兴岛成功地钻了一口基准井，井深1384米，由第二海洋地质调查大队负责录井地质工作。该井在1251米钻遇变质岩风化壳，岩性为深灰色花岗片麻岩、黑云母花岗片麻岩、黑云母二长片麻岩和变斑状混合岩，同位素年龄为6.27亿年（铷锶法）。变质岩中有后期花岗岩贯入，其同位素年龄为0.689亿年（钾氩法）。1975年5～6月，第二海洋地质调查大队组成西沙群岛调查队，对西沙群岛和永乐群岛进行了野外调查，共调查岛屿14个，沙洲4个，结合该队在西沙群岛附近海域所获得的地震、磁测和测深等资料，对西沙群岛的地貌、区域构造、火山活动、第四纪地质、水文地质和矿产资源作了较全面的研究。1976年5～7月，第二海洋地质调查大队对珠江口外35个岛屿进行了地质调查。

1976年10月8日，海洋地质调查局向国家地质总局和上海市革委会工交组上报了关于开展南沙群岛地质调查的建议，11月6日国家地质总局、外交部联名向国务院报告。海洋地质调查局进一步制定了关于贯彻执行南沙群岛一带海域海洋地质调查准备工作的安排和具体的调查路线，并于12月21日给南海地质调查指挥部下达了开展南沙海域地质调查的通知。该项调查后因各种技术等原因于1977年3月11日接国家地质总局通知暂停进行。直到10年后地质矿产部广州海洋地质调查局和中国科学院南海海洋研究所等单位才陆续在南沙群岛海域开展地质调查。继台湾省当局所辖太平岛基地之后，1988年以来，中国在建设南沙群岛永署礁海洋观测站的同时，又先后在南沙群岛的永署礁、华阳礁、东门礁、赤瓜礁、诸碧礁、南重礁6个礁盘上分别建立了10座航标灯。1992年5月，由中国海洋石油总公司和美国CRESTONE能源公司签署了关于南沙群岛海域25155平方公里范围联合进行石油勘探的协议。南沙群岛附近海域已逐渐成为中国海洋石油勘探热点。