1961～1962年，美国在密歇根州的伯特湖中开展了湖泊和海洋放射性测量的初步试验。当时的研究目的是利用放射性核素的活度及天然放射性的差异，区分水底沉积物的类型（地质填图）。海洋伽马测量主要用于海洋区域岩石学研究、小比例尺地质填图、寻找磷酸岩和重砂等矿产资源，以及海洋人工放射性核素放射性污染调查。海洋伽马测量的物理基础是探测器探测的伽马射线测量来自海底沉积物或海水中各种放射性核素放出的伽马射线，主要包括²³⁸U和²³²Th天然衰变系列的衰变产物（最明显是²¹⁴Bi和²⁰⁸Tl）和⁴⁰K，以及可探测的人工放射性核素包括¹³⁷Cs、¹³⁴Cs、⁶⁰Co等。为防止水对伽马射线的吸收效应，一般选择能量大于100千电子伏以下的特征能量。