Uydular ve uçaklar, yansıyan, yayılan veya geri saçılan elektromanyetik radyasyonu tespit ederek okyanus özelliklerini uzaktan ölçebilirler. Bu teknikler bütününe uzaktan algılama denir. Bu yöntem, yerinde yapılan gözlemlerin tek başına sağlayamayacağı, eş zamanlı ve tekrarlanan bir kapsama alanı sunar.

Okyanus rengi sensörleri klorofil ve diğer bileşenleri tahmin eder; kızılötesi ve mikrodalga radyometreler deniz yüzeyi sıcaklığını ölçer; altimetreler deniz yüzeyi yüksekliğini ölçer ve akıntıları ve dalga yüksekliğini tahmin eder; saçılımölçerler rüzgar hızını ve yönünü ölçer. Sentetik açıklıklı radar yüzey pürüzlülüğünü, petrol sızıntılarını ve deniz buzunu tespit eder. Her sensör türünün kendine özgü çözünürlüğü, doğruluğu ve bulutlara veya diğer parazitlere karşı duyarlılığı vardır.

Uzaktan algılama, havza ölçekli desenleri ve uzun vadeli eğilimleri ortaya çıkararak okyanus bilimini dönüştürmüştür. Yerinde ölçüm verilerine karşı dikkatli bir kalibrasyon ve radyasyon değerlerini jeofiziksel değişkenlere dönüştürmek için gelişmiş algoritmalar gerektirir. Modeller ve otonom platformlarla birleştirilen uydu uzaktan algılama, modern okyanus gözleminin omurgasını oluşturmaktadır.

Tek bir uydu geçişi, dakikalar içinde tüm okyanus havzasındaki koşulları haritalandırabilir.