活塞式压力平衡装置是深海探测设备中平衡深海大压力的重要装置。活塞在深海下既要灵活移动，又要密封可靠；这是现有活塞密封技术遇到的新问题和挑战。本文针对深海下活塞密封问题，做了以下研究。首先，本文介绍了研究深海活塞式压力平衡装置密封结构的背景和意义，以及深海下活塞密封所遇到的难题。阐述了活塞式压力平衡的机理及研究的现状。分析了活塞平衡压力时往复运动密封的结构。总结了目前往复密封研究现状。其次，本文将有限单元法应用到活塞、O型密封圈及缸体的接触力学分析中。通过仿真分析获得了工作压差、密封间隙、压缩率、O型圈截面直径、以及O型圈材料等参数对密封性能和寿命的影响。总结了O型圈作为深海活塞压力平衡装置密封结构设计方法。分析比较了X形圈和O型圈，结果表明X型圈比O型圈更加适用于深海压力平衡。再次，本文提出了一种应用活塞式压力平衡的深海压力传感器结构，分析了密封结构对传感器的影响，结果表明：改进的X形圈密封结构不仅密封更加可靠，而且能够降低启动压差，提高深海传感器性能。针对该结构提出了活塞密封结构设计原则。最后，本文对所做的工作进行了总结，并对未来的研究做了展望。