海洋科學(xué)的發(fā)展主要經(jīng)過(guò)了三個(gè)時(shí)期：海洋知識(shí)的積累與早期觀測(cè)研究時(shí)期、海洋科學(xué)的奠基與形成時(shí)期以及現(xiàn)代海洋科學(xué)時(shí)期。
海洋知識(shí)的積累與早期觀測(cè)研究時(shí)期：
18世紀(jì)以前人們對(duì)海洋的探索可以歸為海洋知識(shí)的積累與早期觀測(cè)研究時(shí)期。該時(shí)期人們對(duì)海洋自然現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和探索主要依靠很不充分的觀察和簡(jiǎn)單的邏輯推理。雖然當(dāng)時(shí)只限于直觀地、籠統(tǒng)地把握海洋的一些性質(zhì)，但也提出了不少精彩的見(jiàn)解。如公元1世紀(jì)，中國(guó)東漢王充曾科學(xué)地指出了潮汐運(yùn)動(dòng)和月亮運(yùn)行的對(duì)應(yīng)關(guān)系；1768～1779年英國(guó)J。庫(kù)克首先進(jìn)行環(huán)南極航行，并最早進(jìn)行科學(xué)考察，取得了第一批關(guān)于大洋表層水溫、海流和水深以及珊瑚礁等資料。
海洋科學(xué)的奠基與形成時(shí)期：
19~20世紀(jì)中葉為海洋科學(xué)起步的重要階段。在該時(shí)期，對(duì)海洋的研究由海洋探險(xiǎn)轉(zhuǎn)向更加深入的海洋綜合考察。重要的海洋科學(xué)考察如1872~1876年，英國(guó)挑戰(zhàn)者號(hào)進(jìn)行的環(huán)球科學(xué)考察，在三大洋和南極海域共127,584公里的航程中，進(jìn)行了492次深海探測(cè)，133次海底挖掘，151次開(kāi)闊水面拖網(wǎng)以及263次連續(xù)的水溫測(cè)定，并發(fā)現(xiàn)了約4,717種海洋新物種，被視為現(xiàn)代海洋學(xué)研究的真正開(kāi)始，也使海洋學(xué)由地理學(xué)領(lǐng)域分化出而逐漸形成獨(dú)立的科學(xué)。許多理論體系也在這段時(shí)期完成。如1884年迪特瑪證實(shí)海水主要溶解成分的恒比關(guān)系；1903年桑德斯特朗和海蘭-漢森提出深海海流的動(dòng)力計(jì)算方法；1905年?？寺岢錾詈Ｆ骼碚摰取Ｔ谶@個(gè)時(shí)期，一些專門(mén)的海洋研究機(jī)構(gòu)建立。如美國(guó)成立史奎普斯海洋研究院（Scripps Institution of Oceanography， University of California at San Diego; SIO/UCSD）；1930年美國(guó)成立伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole oceanographic Institute; WHOI）等。
現(xiàn)代海洋科學(xué)時(shí)期：
19世紀(jì)末至今為現(xiàn)代海洋科學(xué)時(shí)期。 在該時(shí)期，政府對(duì)海洋研究的投資增加，出現(xiàn)了更先進(jìn)的科考船與觀測(cè)設(shè)備。如溫鹽深儀（CTD）、多普勒流速剖面儀（ADCP）、海洋浮標(biāo)、氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、底層剖面儀（SBP）、側(cè)掃聲納（SSS）、水下機(jī)器人等。許多國(guó)際海洋科學(xué)組織紛紛成立。如1902年國(guó)際海洋考察理事會(huì)（ICES）成立，這是第一個(gè)國(guó)際海洋科學(xué)組織；政府間組織以1951年成立的世界氣象組織（WMO）、1960年成立的政府間海洋學(xué)委員會(huì)（IOC，隸屬于聯(lián)合國(guó)教科文組織UNESCO）為代表；民間組織有1957年成立的海洋研究科學(xué)委員會(huì)（SCOR）、1966年成立的國(guó)際生物海洋協(xié)會(huì)（IABO）等。在該時(shí)期，國(guó)際間的海洋調(diào)查研究活動(dòng)大規(guī)模展開(kāi)。如國(guó)際印度洋考察（IIOE，1957-1965）、熱帶大西洋國(guó)際合作調(diào)查（ICITA，1963-1964）、熱帶海洋與全球大氣（TOGA，1985-1994）、世界大洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)（WOCE，1999-2000）、全球海洋通量聯(lián)合研究（JGOFS，1990-2002）、氣候變化及其可預(yù)測(cè)性研究（CLIVAR，1995-2010）等。在這個(gè)時(shí)期，出現(xiàn)了眾多里程碑式的研究結(jié)果。如海底熱泉、海洋中尺度渦和熱鹽細(xì)微結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)與研究、大洋環(huán)流理論、海浪譜理論等。