Le navire océanographiqueRV Yokosuka, construit spécifiquement, sert de navire support et centre d'opérations du sous-marin. Il peut embarquer trois hommes d'équipage pour une autonomie normale de plongée de huit heures (autonomie de secours : 5 jours). Environ deux à trois heures sont nécessaires au Shinkai pour descendre et remonter à 6 500 m, permettant une observation des fonds océaniques pendant deux a quatre heures. Le Shinkai peut accueillir deux pilotes et un scientifique pendant une expédition et observer les fonds sous-marins. Le Shinkai 6500 est flanqué de deux puissants bras munis de pinces, lui permettant de récolter des roches en profondeurs disposées dans un panier (sample basket). Les échantillons, ramenés à bord du Yokosuka, peuvent directement être mesurés, sciés et décrits. Le submersible possède aussi une caméra, filmant les fonds sous-marins avec une très grande résolution.
Lancé à la suite du Shinkai 2000, sa construction fut achevée en 1990 par Mitsubishi Heavy Industries à Kobe. Il mesure 9,5 mètres de long pour une largeur de 2,17 mètres et une hauteur de 3,2 mètres. Son espace habitable est une sphère de 2 mètres de diamètre. Sa masse est de 26 tonnes.
Le , le Shinkai 6500 a atteint la profondeur de 6 527 mètres dans une fosse océanique au large de Sanriku, record pour un sous-marin habité en service qu'il détient jusqu'en , quand le Jiaolong descend jusqu'à 7 015 m dans la fosse des Mariannes.
Il a effectué plus de 1 700 plongées en 2024, et s’il continue à être utilisé tel quel, son cockpit sphérique, appelé coque à pression, atteindra la fin de sa durée de vie prévue dans les années 2040.
Succession
En 2015, le Shinkai 12000(ja) pouvant plonger jusqu'à 12 000 m commence son développement par la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) pour une entrée en service dans les années 2020[1]. Mais fin 2024, ce projet n'a pas avancé et le Japon songe à des engins robots pour lui succéder[2].