被动大陆边缘深水区是当今世界油气勘探的热点领域，南海北部陆缘深水区已经成为中国目前能源勘探战略选区的新领域，本论文选择南海北部陆缘深水区为研究对象，通过现今地温场、盆地构造—热演化及烃源岩成熟度史研究为深水区油气勘探与评价提供科学依据。　　 从岩石热导率、生热率、地层岩性指数、海底温度、地层温度、地温梯度和大地热流等大量基础地热学参数出发，研究分析南海北部陆缘深水区现今地温场特征和盆地“热”属性；以钻井分层、地震剖面人工井分层数据为依据，恢复南海北部陆缘深水区埋藏史，分析其构造沉降特征，确定盆地拉张期次；以拉张盆地构造—热演化模拟为手段，采用非瞬时非均匀多期拉张纯剪切模型恢复南海北部陆缘深水区热历史，研究其新生代以来的热体制；在热史恢复基础上，以EASYRo％为正演模型，计算南海北部陆缘深水区新生代主力烃源岩成熟度史。上述研究结果表明：南海北部陆缘深水区现今地温场具“热盆”属性特征，地温梯度高(39.1±7.4℃/km)、大地热流高(77.5±14.8mW/m2)；珠江口盆地深水区始新世以来存在两期拉张：始新世的弱拉张和渐新世的强烈拉张，琼东南盆地始新世以来存在三期拉张：始新世弱拉张、渐新世强烈拉张和上新世快速拉张；与拉张期次相对应，珠江口盆地深水区始新世以来存在由拉张引起的两期热流升高的加热事件，渐新世末盆地最高基底古热流达60～70 mW/m2，琼东南盆地深水区存在三期热流升高的加热过程，上新世末最高基底古热流高达65～90mW/m2；作为对加热事件的响应，烃源岩热演化表现为二至三期快速增熟生烃过程。南海北部陆缘深水区存在白云凹陷等四大长期持续生烃的“烃灶”，珠江口盆地深水区具有油气并举、琼东南盆地具有以气为主的有利油气勘探前景。　　 盆地热演化史与区域构造演化综合分析认为：珠江口盆地现今“热盆”属性的主控因素是新生代拉张作用引起的岩石圈减薄和新构造运动引发的岩浆、断裂活动；琼东南盆地晚期快速沉降和热流急剧升高的加热事件是对红河走滑断裂由左旋走滑转变为右旋走滑构造事件的响应；南海北部陆缘深水区盆地为多期拉张的裂谷盆地，裂陷阶段古热流具幕式升高特征，裂后阶段并非完全处于热衰减期，而是存在晚期拉张加热事件的叠加。