为了摸清“南海I号”沉船遗址文物分布情况，2002—2004年，水下考古研究中心牵头组成水下考古队，在水下工程和职业技术人员的协作下，进行了清淤抽泥、水下测量、记录、水下摄影，采集散落文物、小面积试掘等多项工作，较为全面地了解了沉船的规模、堆积情况、保存状况和文物分布情况，并出水了数千件完整和可复原的器物，主要以瓷器为主，分别来自我国宋代南方地区著名窑系—景德镇青白瓷系、龙泉青瓷系和福建地区与外销瓷密切相关的诸多窑口，此外还包含有金器、银器、锡器、铁器、铜钱、漆器、动物骨骼、植物果实等丰富品种。