实质是将地球椭球表面上的点表示在海图平面上。海图是一个平面，而地球椭球表面是不可展开的曲面。把不可展开的曲面上的经纬线网描绘成平面上的图形，必然会发生各种变形，有长度、面积和角度三种变形。不产生任何变形的投影是不可能的。但是在海图投影公式中赋予某函数值，可以保持其中一项不变形，如等角投影、等面积投影、等距离投影等，也可以将变形限制在较小的范围内，以符合制图精度要求。在海图制图中，投影的选择主要考虑各种投影的变形特征和制图任务的特点，如海图的内容、用途、使用方式、出版方式、制图区域特点等。

海图常用的投影有墨卡托投影、高斯-克吕格投影和日晷投影。墨卡托投影为等角正圆柱投影，由16世纪荷兰人墨卡托（Gerardus Mercator，1512～1594）创建，并首次用于编制世界地图。该投影的特点是：①等角航线描绘为直线，沿该直线方向，舰船可以方便地航行到目的地。②经纬线为相互正交的平行直线，绘算简单，判读清晰。③等角投影能保持图上方位与实地方位的一致性，不需要进行角度换算。国际海道测量组织已做出专门规定，该投影载入国际海图制图规范中。

高斯-克吕格投影为等角横切椭圆柱投影，通常在编制比例尺大于1∶2万的海图时采用。由德国著名数学家J.C.F.高斯（Johann Carl Friedrich Gauss，1777～1855）于1822年拟定，后经德国大地测量学家克吕格（Johannes Kruger，1857～1928）在1912年对其进行了补充、完善，故名高斯-克吕格投影（Gauss-Kruger Projection）。该投影将地球椭球面沿经线按一定经差分成若干带，各带按一定条件投影在平面上。其投影特点为：中央经线和赤道投影为平面直角坐标系的坐标轴，且投影经纬线以两轴为对称；投影后无角度变形；中央经线投影后保持长度不变。为了控制投影变形，通常采用6°或3°分带。为了避免横坐标出现负值，规定坐标轴西移500千米。

日晷投影为球心投影。其特性是大圆航线投影为直线。船只在航行时，航程很长，如果沿等角航线航行要比沿大圆弧航行多走许多里程，从而增加航行时间和费用。因此，日晷投影适用于制作小比例尺海图，与墨卡托投影海图配合使用。