Otto Pettersson konstruerade flera oceanografiska instrument, bland annat en fotografiskt registrerande automatisk strömmätare och flera typer av vattenhämtare, samt utvecklade teknik för analys av gaser i havsvatten. Han initierade bildandet av Svenska hydrografisk-biologiska kommissionen 1901 (en efterföljare till den 1892 utsedda hydrografiska kommissionen) och Internationella havsforskningsrådet (ICES) 1902 och var dettas