Den kinesiska flottan beslagtog USA:s undervattensforskningsfartyg i Sydkinesiska havet på torsdag, USA hävdar.
Händelsen ägde rum precis som USNS Bowditch, ett oceanografiskt inspektionsfartyg, var på väg att hämta den.
Apparaten, dubbad en "ocean segelflygplan", användes för att testa vatten salthalt och temperatur, säger tjänstemän.
Datan var en del av ett oklassificerat program för att kartlägga undervattenskanaler, berättade Pentagon talesman kapten Jeff Davis reportrar.
"Det togs" av Kina, sade kapten Davis under en presskonferens på fredag.
"UUV [obemannad undervattensfordon] var lagligt genomför en militär undersökning i vattnen i södra Kina havet," tillade han.
"Det är ett suveränt immunkärl, tydligt märkt på engelska för att inte tas bort från vattnet - att det var amerikansk egendom."
Det kinesiska anfallet av en amerikansk marin drönare tjänar bara till att öka osäkerheten och spänningen mellan USA och Kina, kommer samma vecka som en amerikansk tankesmedja publicerade satellitbilder av luftvärnsrobotar på Kinas konstgjorda öar i Sydkinesiska havet och i efterdyningarna av kommentarer från USA: s president valde Donald Trump kritisera Kina för att bygga vad han kallade en "massiv fästning" i regionen.
Trots tidigare uttalanden om att Kina inte hade för avsikt att militarisera öarna försvarade det kinesiska försvarsministeriet vad det beskrev som "nödvändiga militära anläggningar" som det kallade "riktiga och legitima".
Sedan Trump ifrågasatte den så kallade "One China"-politiken som Peking beskriver som den "politiska grundvalen" för förbindelserna mellan USA och Kina, har Kina också monterat stridsövningar över Taiwansundet.
Obama-administrationen har bekräftat vad den kallade sitt "oavbrutna engagemang" för politiken "Ett Kina" men beslagtagandet av en amerikansk marin drönare kan vara Pekings sätt att sända ett budskap till den inkommande administrationen om att den också har sätt att störa förväntningarna och rubba status quo.
Mötet ägde rum i Sydkinesiska havet omkring 80 kilometer nordväst om Subic Bay i Filippinerna, säger USA.
"Den kinesiska flottan fartyget ASR-510, ett Dalang III-klass fartyg, närmade sig inom 500 meter från Bowditch, sjösatte en liten båt, och beslagtog UUV," Pentagon sade i ett uttalande.
Bowditchen tog radiokontakt med det kinesiska fartyget för att kräva att det omedelbart skulle återvända, men var "obemannade".
"Detta är inte den typ av uppförande vi förväntar oss av professionella Navies," Capt Davis tillade.
Övertagandet kommer sannolikt att öka oron i USA för Kinas växande militära hållning i Sydkinesiska havet.
En amerikansk tankesmedja rapporterade denna vecka att flygbilder visar att Kina har installerat vapen längs sju konstgjorda öar som de har byggt till havs, trots amerikanska protester.
I november 2015 flög två amerikanska B-52-plan över de konstgjorda öarna, Spratlyöarna.
Pentagons pressekreterare Peter Cook sa att apparaten var ett "amerikanskt immunfartyg i USA" och krävde att den omedelbart skulle återvända från Kina.
Senator Ben Cardin, toppdemokraten i senatens utrikesutskott, kallade gripandet "en anmärkningsvärt fräck kränkning av internationell rätt".
Senior Republikan Senator John McCain sade att USA inte bör tolerera "så skandalöst beteende", tillägger att "den här fräcka provokationen passar in i ett mönster av alltmer destabiliserande kinesiskt beteende, inklusive mobbning av sina grannar och militarisering av Sydkinesiska havet".
"Detta beteende kommer att fortsätta tills det möts av ett starkt och beslutsamt svar från USA, vilket Obama-administrationen hittills inte har gett", tillade McCain.
Flyger nära Pekings nya öar i södra Kina
Vad är "ett Kina"-politiken?
USA har utfärdat en formell begäran till Kina om att leverera en obemannad undervattensdrönare som beslagtogs på internationellt vatten, säger amerikanska tjänstemän.