Satelity i samoloty mogą mierzyć właściwości oceanów z dużej odległości, wykrywając odbite, emitowane lub rozproszone promieniowanie elektromagnetyczne. Ten zestaw technik to teledetekcja. Zapewnia ona synoptyczny, powtarzalny zasięg, którego nie są w stanie osiągnąć same obserwacje in situ.

Czujniki koloru oceanu szacują chlorofil i inne składniki; radiometry podczerwieni i mikrofal mierzą temperaturę powierzchni morza; wysokościomierze mierzą wysokość powierzchni morza i określają prądy oraz wysokość fal; skaterometry mierzą prędkość i kierunek wiatru. Radar z syntetyczną aperturą wykrywa nierówności powierzchni, plamy ropy i lód morski. Każdy typ czujnika charakteryzuje się określoną rozdzielczością, dokładnością i podatnością na zachmurzenie i inne zakłócenia.

Teledetekcja zrewolucjonizowała oceanografię, ujawniając wzorce i trendy długoterminowe w skali basenu. Wymaga ona starannej kalibracji względem danych in situ i zaawansowanych algorytmów, aby przekształcić radiancje w zmienne geofizyczne. W połączeniu z modelami i autonomicznymi platformami, teledetekcja satelitarna stanowi podstawę współczesnych obserwacji oceanów.

Pojedynczy przelot satelity może w ciągu kilku minut określić warunki panujące w całym basenie oceanicznym.