Satelliter och flygplan kan mäta havets egenskaper på avstånd genom att detektera reflekterad, emitterad eller bakåtspridd elektromagnetisk strålning. Denna uppsättning tekniker kallas fjärranalys. Den ger den synoptiska, upprepade täckning som observationer på plats ensamma inte kan uppnå.

Färgsensorer för havet uppskattar klorofyll och andra beståndsdelar; infraröda och mikrovågsradiometrar mäter havsytemperaturen; höjdmätare mäter havsytans höjd och härleder strömmar och våghöjd; scatterometrar mäter vindhastighet och -riktning. Syntetisk aperturradar detekterar ytjämnheter, oljefläckar och havsis. Varje sensortyp har karakteristisk upplösning, noggrannhet och känslighet för moln eller andra störningar.

Fjärranalys har förändrat oceanografin genom att avslöja mönster på bassängnivå och långsiktiga trender. Det kräver noggrann kalibrering mot in situ-data och sofistikerade algoritmer för att omvandla radianser till geofysiska variabler. I kombination med modeller och autonoma plattformar utgör satellitbaserad fjärranalys ryggraden i modern havsobservation.

En enda satellitpassage kan kartlägga förhållandena över ett helt havsbassäng på några minuter.