卫星海洋探测的发展大致可分为3个阶段：一是探索试验阶段（1970年～1978年）；二是试验研究阶段（1978年～1985年）；三是应用研究阶段（1985年之后）。

探索试验阶段：1960年～1970年的10年是气象卫星大发展的时期，美国相继发射了3个系列的极轨气象卫星和ATS系列静止型气象卫星。进入20世纪70年代后，气象卫星技术日趋成熟，美国发射了业务型极轨气象卫星TIROS-N系列、DMSP系列和静止型GOES系列卫星。美国还在20世纪70年代发射了3颗陆地资源卫星。海洋遥感学者开始利用气象卫星和陆地资源卫星探测海洋，并取得可喜成绩，卫星观测平台被认为具有获得大量海洋信息的潜力。

但气象卫星和陆地卫星具有自身的特点，不能完全代替海洋卫星，所以美国率先开始了海洋卫星的探测试验。1973年美国发射了4艘天空实验室系列载人飞船，飞船上搭载了多台地球观测仪器。在一系列试验的基础上，美国于1975年4月发射了Geos-3卫星，1978年6月和10月发射了Seasat-A卫星和NIMBUS-7卫星。Geos-3是一颗海洋地形卫星，该卫星上的雷达高度计虽然有所改进，但测定轨精度约为8米，太低，因此其探测数据仅供试验，为今后提高测高精度探索途径。

试验研究阶段：这一阶段美国发射了两颗卫星，即海洋卫星Seasat（1976年6月）、雨云卫星Nimbus-7（1978年10月）。海洋卫星Seasat是一颗海洋动力环境卫星，装载了5台探测器：合成孔径雷达、雷达高度计、微波散射计、多通道扫描微波辐射计、可见光红外辐射计。主要探测对象为海面风场、浪场、流场、海温、极区海冰、海平面高度、水陆分界等。雨云卫星Nimbus-7是一颗气象科学卫星，星上装载了9台遥感器，其中用于海洋探测的有2台：海岸带水色扫描仪、多波段微波辐射计。主要探测对象为海水叶绿素、悬浮泥沙、有色可溶有机物、海水污染、水质、海面温度、海冰等。

应用研究阶段：经历了上述两个阶段后，自1985年开始，世界上发射了多颗海洋卫星，开始了业务应用研究。美国的SeaStar，日本的MOS-1A、MOS-1B，印度的IRS-P3，苏联的OKEAN-01等都属于海洋水色卫星。

卫星海洋探测计划在经历了10年的实验基础上跨入20世纪90年代，这是卫星海洋探测大发展的时期。从1991年到1998年，世界上共发射了12颗海洋卫星，获得了大量海洋环境信息，促进了卫星海洋学、物理海洋学、构造地质学、冰川学、海洋生物学、海洋化学、海洋生态学、海洋探测学等多种学科的发展，增进了人们对诸多海洋现象的认识。 （终见）