古代人类在生产活动今不断积累了有关海洋的知识，也得到不少出色的见解。公元前7-6世纪，古希腊的泰勒斯认为大地是浮在茫茫大海之中。公元前4世纪，古希腊的亚里斯多德在《动物志》中已描述和记载了爱琴海的170余种动物。
古希腊世界观：世界为平地当然，对海洋更多的了解还是从15世纪资本主义兴起之后。在西方人称为地理大发现时代的15～16世纪，意大利人哥伦布于1492-1504年4次横渡大西洋到达南美洲；葡萄牙人伽马于1498年从大西洋绕过好望角经印度洋到印度；1519-1522年葡萄牙人麦哲伦完成了人类第一次环球航行。
黑色箭头为哥伦布航行路线；蓝色箭头为伽马航行路线此外，1768-1779年英国人库克3次进行海洋探险，首先完成了环南极航行，并最早进行了科学考察，获取了第一批关于大洋深度、表层水温、海流及珊瑚礁等资料。
库克船长的三次海洋探险路线图这一时期的许多科技成就，有的直接推动了航海探险，有的则为海洋科学分支奠定了基础。前者如1567年鲍恩发明计程仪，1569年墨卡托发明绘制地图的圆柱投影法，1579年哈里森制成当时最精确的航海天文钟，1600年吉伯特发明测定船位纬度的磁倾针等。后者如1673年英国人玻意耳发表了他研究海水浓度的著名论文，1674年荷兰人列文虎克在荷兰海域最先发现海洋原生动物。1687年英国人牛顿用引力定律解释潮汐。1740年瑞士人贝努利提出平衡潮学说、1770年美国人富兰克林发表湾流图，1772年法国人拉瓦锡首先测定海水成分，1775年法国人拉普拉斯首创大洋潮汐动力理论等等。这一时期的特点，既表现在海洋探险逐渐转向为对海洋的综合考察，更重要的标志是海洋研究的深化、成果的众多和理论体系的形成。重要海洋科学考察：
著名的有达尔文随“贝格尔”号1831-1836年的环球探险；英国人罗斯1839-1843年的环南极探险；特别是英国“挑战者”号1872-1876年的环球航行考察，被认为是现代海洋学研究的真正开始。“挑战者”号在三大洋和南极海域的几百个站位进行了多学科综合性的观测，后继研究又获得了大量的成果，从而使海洋学得以从传统的地理学领域中分化出来，逐渐形成为独立的学科。
贝格尔号（HMS Beagle）的航行路线图
英国挑战者号（HMS Challenger）的航行路线图海洋化学：1884年迪特玛证实了海水主要溶解成分的恒比关系。海流研究：1903年，桑德斯特朗和海兰-汉森批出了深海海流的动力计算方法；1905年埃克曼提出了漂流理论。海洋地质学：1891年，莫里出版了《深海沉积》一书。海洋（The oceans）：由斯韦尔德鲁普、约翰逊和弗莱明合著之综合性书籍，被誉为海洋科学建立的标志。海洋专门研究机构建立：
专职研究人员增多和专门研究机构的建定，也是海洋科学独立形成的重要标志。1925年和1930年，美国先后建立了斯克里普斯和伍兹霍尔两个海洋研究所，1946年苏联科学院海洋研究所成立。1949年，英国成立国立海洋研究所等等。
史奎普斯海洋研究院 (左)伍茲霍海洋研究院（右）第二次世界大战对海洋科学有很大的影响，一方面是“军用”学科迅速发展，但另一方面，也延缓了“非军用”学科的发展。战后海洋科学又得以恢复和迅速发展，遂进入现代海洋科学的新时期。虽然早在1902年就成立了第一个国际海洋科学组织——国际海洋考察理事全(ICES)，但大多数组织则成立于二战之后。政府问组织以1951年建立的“世界气象组织”(WMO)和1960年成立的“政府间海洋学委员会(简称海委会IOC，隶属于联合国教科文组织UNESCO)为代表。其它组织如1957年成立海洋研究科学委员会(SCOR)，1966年建立国际生物海洋学协会(IABO)等；国际地质科学联合会(IOGS)也下设海洋地质学委员会(CMG)等等。这一时期，海洋国际合作调查研究更大规模地展开，国际海洋考察10年（1971-1980），热带大西洋国际合作调查(1963-1964)，黑海及邻近水域合作研究1965-1977)，全球大气研究计划（1977-1979)，世界气候研究计划(1980-1983)，深海钻探计划(1968-1983)。在1980年以后，有关机构又提出了多项为期10年的海洋考察研究计划、如世界大洋环流试验，大洋钻探计划，全球海洋通量研究，热带海洋及其与全球大气的相互作用及其组成部分“热带海洋全球大气耦合响应试验”。1993年决定实施的气候变率和可预报性研究计划，为期15年，而1994年11月正式生效的《联合国海洋法公约》，则涉及全球海洋的所有方面和问题。当今世界，人口激增，耕地锐减，陆地资源几近枯竭，环境状况渐趋恶化。众多的有识之士预见到这些危机，并把目光再次投向海洋。这些国家相继制订了2l世纪的海洋发展战略，许多知名的科学家、政治家称21世纪为“海洋科学的新世纪”。联合国及有关国际组织也更加关注海洋事务。仅从1994年算起就有《联合国海洋法公约》生效，成立国际海底管理局，建立国际海洋法庭，召开“海洋和海岸带可持续利用大会”，“保护海洋环境国际会议”和“世界海洋和平大会”，并把1998年定为“国际海洋年”等。何以如此？因为全世界面临的人口、资源、环境三大问题，几乎都可以从海洋中寻求出路。海洋科学在历经古代、近代和现代的发展之后，必将迎来一个更为辉煌的新时代。
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