Satellieten en vliegtuigen kunnen oceaaneigenschappen van grote afstand meten door gereflecteerde, uitgezonden of teruggekaatste elektromagnetische straling te detecteren. Deze reeks technieken wordt teledetectie genoemd. Het biedt de synoptische, herhaalde dekking die met alleen waarnemingen ter plaatse niet mogelijk is.

Sensoren voor oceaankleur schatten de hoeveelheid chlorofyl en andere bestanddelen; infrarood- en microgolfradiometers meten de temperatuur van het zeeoppervlak; hoogtemeters meten de hoogte van het zeeoppervlak en leiden daaruit stromingen en golfhoogte af; scatterometers meten de windsnelheid en -richting. Synthetische apertuurradar detecteert oppervlakteruwheid, olievlekken en zeeijs. Elk sensortype heeft een karakteristieke resolutie, nauwkeurigheid en gevoeligheid voor wolken of andere storingen.

Teledetectie heeft de oceanografie getransformeerd door patronen op bassin-schaal en langetermijntrends aan het licht te brengen. Het vereist zorgvuldige kalibratie met in-situ gegevens en geavanceerde algoritmen om straling om te zetten in geofysische variabelen. In combinatie met modellen en autonome platforms vormt satellietteledetectie de ruggengraat van moderne oceaanobservatie.

Met één enkele satellietpassage kunnen de omstandigheden in een heel oceaanbekken binnen enkele minuten in kaart worden gebracht.