随着社会经济的高速发展，人类资源短缺、环境恶化、人口膨胀的问题日益严重。海洋占地球面积的71%，能提供的食物、水资源、石油、矿产等资源大大的超过了陆地，可以有效缓解资源、环境、人口问题。海洋经济处于对外开放的前沿，依托海洋经济可以带动内陆腹地经济从而促进整个国民经济的快速发展。山东半岛三面临海，海岸线全长3121公里，坐拥全国1/6海岸线，是我国的海洋大省，如何优化山东省海洋经济结构，走可持续、技术密集型、综合效益好的发展道路，决定了山东省海洋经济是否能持续健康的发展。本文以山东省海洋产业结构为研究对象，探求山东省如何实现海洋产业结构的优化。文章在研究过程中，采用了实证分析与规范分析相结合的研究方法，其中对山东省海洋产业结构的分析采用了实证分析法，对探讨山东省海洋产业发展对策建议则采用了规范分析法。在实证分析的过程中，首先对山东省海洋产业结构进行静态与动态的分析，然后，进一步对山东省海洋产业发展中的支柱产业进行分析，最后，将山东省海洋产业的发展状况置于全国各沿海省市的比较中，寻找山东省海洋产业发展的优势与不足。其中，在对山东省海洋产业发展的主导产业分析过程中，由于影响海洋经济的发展涉及到很多不可量化的因素，在对山东省海洋产业的主导产业分析中利用层次分析法来分析山东海洋产业发展的重点海洋产业，然后再根据具体经济数据对海洋主导产业进行定量研究，包括利用灰色关联分析法分析主导海洋产业和利用区位熵分析法分析海洋优势产业。经实证分析得出以下结论：（1）山东省海洋经济总量居全国第二，海洋经济规模较大且发展速度快速平稳；（2）海洋产业结构变动值居全国第二，产业结构优化进程较快；（3）通过层次分析、灰色关联分析和产业结构区位熵分析法得出山东省应该以海洋盐业、海洋化工业、海洋渔业发展为主导，同时积极转变增长方式，加强滨海旅游业和海洋运输业的发展；（4）海洋科技实力竞争力得分居全国第二，海洋科技实力雄厚；（5）海洋产业结构水平低于全国平均水平，海洋产业结构较为单一；（6）海洋科研效率得分位于全国中等水平，专业科研活动效率较低。最后根据分析提出相应的山东海洋产业发展对策建议。