在对海面预警探测上，海上自卫队飞机对水面目标的搜索识别主要依靠P-3C型巡逻机、EP-3/OP-3C型侦察机和SH-60K型反潜直升机机载雷达。从近年日本海上自卫队年度的实兵演习来看，探测海上目标主要依靠空中侦察兵力，舰载雷达站搜索到海上目标的情况较少。
由于对中国潜艇力量心存畏惧，日本格外重视反潜探测，拥有一支包括反潜机、驱护舰、潜艇以及水下固定侦潜设施、侦潜情报部队等在内的反潜力量。除了航空水下预警探测兵力P-3C巡逻机外，海上自卫队水下预警探测兵力主要有各型驱逐舰40多艘、护卫舰6艘及音响测定舰2艘。搭载在驱逐舰上SH-60J/K型直升机可在海况复杂时对海平面进行360度远程搜索，最远可达300多千米。
在对潜侦察上，海上自卫队的基本队形是：“宙斯盾”防空导弹驱逐舰居前，指挥舰居中，6艘多用途驱逐舰以3艘为一组呈扇形配置在左右两侧，另外2艘防空驱逐舰殿后，舰与舰间距离多为约3000多米，以保证舰载声呐能可靠地发现敌潜艇。一般将巡逻区划成数个小区，由各舰分头搜索，舰载对潜探测直升机位舰艇前方十几千米左右，组成对潜探测搜索和对空警戒。