海洋科学是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律，以及与开发利用海洋有关的知识体系，是地球科学的重要组成部分。

海洋科学的发展史可分为早期研究与积累、奠基与形成、现代海洋科学三个阶段。18世纪以前为海洋知识的积累与早期的观测、研究阶段。自15世纪的一系列中外航海探险活动加深了人类对全球海陆分布和海洋自然地理的了解。

19至20世纪中叶为海洋科学的奠基与形成时期。在此时期，海洋探险逐渐转向海洋综合考察，对海洋的研究得到深化，取得了众多的研究成果，逐步形成了理论体系。这些大规模的海洋调查，不仅积累了大量的资料，而且也观测到许多新的海洋现象，还为观测方法本身的革新准备了条件。19世纪四五十年代出版的第一幅海产生物分布图和《欧洲海的自然史》，1855 年出版的《海洋自然地理学》，1859年出版的《物种起源》，分别被誉为海洋生态学、近代海洋学和进化论的经典著作。1872年至1876年英国皇家学会组织了 “挑战者”号在大西洋、太平洋和印度洋历时3年5个月的环球海洋考察，这是世界上第一次有系统、有目标的近代海洋 科学考察。调查获得的全部资料和样品，经76位科学家长达23年的整理分析和悉心研究，最后写出了50卷计2.95万页的调查报告。研究成果极大地丰富了人们对海洋的认识，从而为海洋物理学、海洋化学、海洋生物学和海洋地质学的建立和发展奠定了基础。从19世纪到20世纪中期，海洋科学各基础分支学科的研究也取得显著进展，发现和证实了一些海洋自然规律，研究成果由 Sverdrup, Johnson, Fleming 三人在1942 年出版的 The Oceans : Their Physics, Chemistry , and General Biology—书中得到全面、系统而深入的总结，被誉为海洋科学建立的标志。专职研究人员增多和专门研究机构的建立，也是海洋科学独立形成的重要标志。

20世纪中叶至今为现代海洋科学时期，其已经发展成为一个相当庞大的体系。一方面是学科分化越来越细；另一方面是学科的综合化趋势又越来越明显，海洋科学各分支学科之间， 海洋科学同其他科学门类之间相互渗透、相互影响，往往萌发一些新的边缘学科。海洋研究的国际合作也大大加强。这个时期海洋科学的发展有如下几个基本特征：第一，对于具体的海洋 自然现象或特定海区的研究，普遍地从传统的静态定性描述和简单的因果分析向着动态定量分析发展。海洋科学的各个分支学科，都力图将其研究对象作为具有动态变化的统一体系来考察，从而揭示新现象，发展新概念、新方法和新理论；第二，海洋科学各分支学科之间、海洋科学和相邻基础科学之间相互结合、相互渗透，并逐步形成了一系列跨学科的有高度综合性的研究课题；第三，深海钻探和海洋地球物理探测技术的发展，使海洋科学（特别是海洋地质学）以及地球科学的研究方法和理论出现新的突破；第四，海洋调查方法现代化和海洋科学 国际合作取得巨大进展。I960年以来海洋科学中所有的重大进展都同新的观测仪器、研究手段和方法的研制成功，以及广泛而密切的国际合作有关。例如，高性能的、专门设计的海洋调查船，载有 CTD ( Conductance, Temperature, Depth) 、ADCP ( Acoustic Doppler Current Profilers）、地层剖面仪、侧扫声呐、多波束等先进仪器，连同锚系浮标、潜标、Argo浮标、卫星遥 感观测、潜水器、水下机器人、海底钻探等构成对海洋的立体观测系统。此一时期，海洋国际合作调查研究更大规模地展开，如国际地球物理年、国际印度洋考察、黑潮及邻近水域的合作研究、国际海洋考察10年、全球大气研究计划，深海钻探计划、世界大洋环流实验、大洋钻探计划、热带大洋与全球大气研究计划、国际海洋生物普查计划、全球海洋通量联合研究计划、海洋生物地球化学与生态系统的整合研究等。

目前人类社会发展面临着资源枯竭和环境恶化的严重问题，海洋在人类社会可持续发展中的作用越来越突出。海洋科学的主要发展趋势是为解决这些问题提供科学和技术支撑，将主要围绕着海洋在气候系统中的作用、海洋的储碳能力、海洋酸化、海洋生态系统与生物多样性的变化、海底资源开发、海洋灾害预测、海洋能开发利用、海洋长期观测与预测等方面开展研究。