主要是以水面船舶、锚定浮标、潜水器或航空飞行器为载体，利用观测设备的温度传感器、电导率传感器和压力传感器，测定海水由表层至海底各分层的温度、盐度量值及其随深度变化的分布特征。

1974年，温盐深测量仪（CTD）问世后很快被用于海洋调查中。中国从20世纪70年代开始温盐深测量系统的研发工作，至80年代先后研制成功最大工作深度分别为50米、300米、3000米及6000米的数字传输或自容式温盐深测量仪。2000年以来，中国的温盐深测量技术得到较快发展，最大测定深度可达6000米，工作水深1000米以内的温盐深测量仪已形成系列产品。

温盐深测量的工作原理是：盐度的测量通过采集电导率传感器输出频率计算出的海水电导率值，再根据温度传感器测得的温度值和压力传感器获得的压力值，代入1978实用盐标公式，计算得到海水的盐度。当被测海水温度产生变化时，会引起温度敏感元件特性的变化，如热敏电阻，会发生阻值的变化。根据变化规律，测定海水温度值。深度的测量本质上是对海水的所在环境中所产生压力的测量。根据压电式压力传感器和电阻式压力传感器测量压力的变化，结合压力与海水深度的转换关系求出海水的深度。

温盐深测量仪一般由水下探头和数据处理装置组成。根据数据记录、存储、传输方式，可分为自容式温盐深测量仪和传输式或直读式温盐深测量仪。①自容式温盐深测量仪。水下探头内装有记录器和电源，可以自动测量、记录海水温度和盐度随深度变化的装置。②传输式或直读式温盐深测量仪。用电缆把水下探头测得的温盐深数据信号传给水上装置，实时显示、记录海水温度和盐度随深度变化的装置。不同类型的温盐深测量仪，可用于定点或走航调查的船舶、水下拖曳体、潜水器、浮标或潜标，以及船载或机载的投弃式装置。

温盐深测量对于掌握海水温度、盐度和深度的变化规律，研究影响和制约其水文、化学、生物等要素的分布和变化，有着重要意义，在海洋经济和国防建设中具有重要作用。