目的是了解海洋水文要素运动、变化或分布规律。以船舶、水面浮标、飞机、卫星为载体，按规定时间在选定的海区、测线或测点上布设或使用适当的仪器设备，进行海流等观测项目的数值测量或进行海冰等水文要素分布状况调查。内容包括：水深、潮位、海流、波浪、盐度、水温、泥沙、海冰、水色、海水透明度、海发光等。

1768～1779年，英国航海家J·库克（James Cook，1728～1779）进行的海洋探险活动，取得了大量表层水温、海流、大洋测深等科学考察资料。19世纪至20世纪中叶，出于为海洋科学发展提供实测数据资料和科学依据的目的，开始依靠“单船走航”方式进行海洋调查活动。1831～1836年，英国皇家海军“贝格尔”号调查船完成的环球探险活动，是历史记载最早、最著名的“单船走航”式海洋调查活动。1872～1876年，英国“挑战者”号完成的环球科学考察被誉为“近代海洋学奠基性调查”。在此期间，各国科学家研制了大量的水文观测仪器。1874年，英国人研制出的颠倒温度表，实现了对较深层海水水温的观测。1905年瑞典物理海洋学家V.W.埃克曼（Vagn Walfrid Ekman，1874～1954）研制出的埃克曼海流计，它是第一种机械旋桨式测量海流的仪器，能测量一定时间内海水的平均流速和流向，由此，海流观测告别了漂流瓶观测海流的原始方式，具备了对从表面到较深层进行分层海流观测的技术。大量各类不同用途水文观测仪器的研制，促进了水文观测技术的快速发展。海洋水文观测活动也从仅作为海洋调查活动的一部分，发展成为海洋测绘行业的分支技术。20世纪50年代后，观测项目基本随调查任务而定，观测目的更加明确。20世纪后期，伴随声、光、电及数字化技术在观测仪器设备研制中的广泛应用，现代海洋水文观测仪器设备更加轻便，观测精度明显提高；水文观测活动中的观测方法和载体更加多样化。随着人类对海洋的探索的不断深入，各沿海国家在各海域建设了大量的专业验潮站和海洋环境监测站，尤其是水文气象综合监测浮标式监测站，使得人类对海平面的变化、潮流运动特征以及波浪等水文要素，实现了长期、全天候、连续观测和数据实时传输，并积累了大量宝贵资料。

海洋水文观测按观测水域分为海滨观测和海上观测两大类：

海滨观测指在沿海、岛屿、平台上实施的观测。海滨观测主要可分为3种方式：①单要素观测。为观测单一水文要素设立的长期连续观测站（如潮位观测站、波浪观测站），以沿岸或近岸建站为主，采用便于维护、性能稳定的自动仪器作为观测设备进行观测。②综合性观测。为同时观测多个水文要素而设立的长期连续观测站，通常采取沿岸建站或利用观测浮标建站的形式，采用多种自动仪器作为观测设备进行观测。③临时站观测。为海洋工程科研、设计、建设提供基础水文数据实施的观测活动，实际观测项目随调查任务而定。以船舶、浮标、潜标等为载体，在计划的时间内采用适当的观测仪器完成指定海域上具有代表性的单站或多站同步观测，每次进行一昼夜以上的连续观测。一般选择3次符合良好天文条件的周日连续观测。

海上观测指在远离海岸的海区实施的观测，多用于海洋调查类的观测项目。可分为3种方式：①采取随测随走的方式，进行的大面观测或断面观测，即在调查海区布设由若干观测站或几条有代表性的若干观测站组成的断面，每隔一定时间（一个月或一个季度）在各观测站或断面上观测一次。②连续观测和同步观测，即在调查海区布设若干有代表性的观测站，按任务要求在每一观测站上或在多个观测站上同时进行一昼夜以上的连续观测。③综合立体监测，以位于水下、水面和空中的载体，搭载观测仪器对相关水文要素进行观测。

按观测方法可分为直接观测和遥感观测两大类：

直接观测是利用仪器设备直接测量水文要素特性。观测原理是仪器中感应元件在水文要素变化时产生的物理、化学性质相应变化，利用两者间的变化关系和技术手段转换成可直接测量形式。直接观测仪器按结构原理分为5类：①声学式。如声学测深设备、声学多普勒海流剖面仪、声学测波仪、声速仪等。②光学式。如光学测波仪、浊度仪等。③电子式。如电磁海流计、投弃式深温计、投弃式温盐深计等。④机械式。如转子式海流仪、浮子式验潮仪等。⑤其他形式。用于波浪观测的测波杆、加速度计测波仪，用于海水透明度观测的塞式盘，用于潮汐、波浪观测的压力式潮位仪和压力式潮波仪，集多种观测功能于一体的仪器（如温盐深浊度剖面仪）。直接观测仪器安装或作业方式分为固定式、悬挂式、拖曳式、自返式和投弃式等。固定式观测是将观测仪器固定安装在观测平台上，按预先设定的参数采集观测数据。观测平台为岸基平台（如海洋环境监测站、验潮站、海洋站等）、海面平台（如海洋石油平台、海上风电塔等）和海床基观测平台等。悬挂式观测是利用观测平台上的绞车、吊杆等工具将观测仪器放入水中，在锚系或走航状态下观测水文要素。观测平台为水面船舶或浮标。拖曳式观测是以水面船舶为观测平台，在船尾利用拖缆将观测仪器放入水中拖曳走航观测。自返式观测是以潜航设备为观测平台，观测时潜入水中，观测结束自动浮出水面。投弃式是以水面船舶为观测平台，观测时将其传感器部分投入海中，测量的数据通过导线或无线电波传递到船上，传感器用后不再回收。

遥感观测是利用仪器无接触、远距离地探测并记录海洋的电磁辐射信息，通过分析所探测到的电磁辐射信息，以获得海洋水文要素的时空分布状况。观测原理是仪器发射、接收电磁波，利用电磁辐射信息与海洋水文要素和环境条件之间的内在关系，提取或反演海洋水文要素特性。遥感观测系统平台分为岸基平台、空基平台和天基平台。岸基平台是在海岸或海上平台设立雷达站，雷达站发射工作波段的电磁波，经过海面反射后接收其回波信号，通过分析处理后获得观测数据。常用于中、长期对目标海域的表层海流、波浪、潮汐等水文要素进行观测。空基平台是以飞机、飞艇、热气球为载体，携带遥感探测仪器接收海洋对太阳辐射的反射电磁辐射信息，通过分析处理后获得影像资料或观测数据。常用于海底地形、海水水温、水色、海冰等水文要素的一次性观测或定期观测。天基平台是以人造地球卫星、空间站等航天器为载体，遥感探测方式与空基平台相同，只是其可探测面积更大、适用范围更广。

观测数据的整理分析是海洋水文观测的重要环节，按时效分为实时资料处理和非实时资料处理两类。实时资料处理要求迅速、及时，主要通过计算机程序控制，将接收到的水文资料立即进行识别、格式检验、质量控制和分类编辑等处理后，按要求送往不同的终端提供用户使用。同时将保存相关资料为非实时资料处理使用。非实时资料处理是对水文资料按要求进行整理、分析，时限要求较宽松，但对质量控制要求更严格。经整理分析形成规格和质量标准统一的数据集，以及各类报表、图形、图像等成果。

海洋水文观测活动是海洋测绘和海洋调查的重要组成部分，为海洋测量数据处理提供改正参数，编辑出版航海图、海洋水文气象预报、海洋工程的设计与建设以及海洋科学研究提供重要基础信息资料。未来海洋水文观测技术将朝高精度、快速、同步、连续、实时的方向发展，观测仪器将朝轻型化、遥测化、自动化、可移动式的方向发展，监测网络将更加多样、完善。