Laut
pengukuran kedalaman oleh "Tuscarora", penelitian samudra oleh ekspedisi Challenger (1872-1876), kiprah pelaut Skandinavia Roald Amundsen dan Fridtjof Nansen, ekspedisi Michael Sars pada tahun 1910, ekspedisi Atlantik Jerman pada tahun 1925, survei "Discovery II" di Antartika pada tahun 1932, dan seterusnya. Selain itu, pada tahun 1921, didirikan Organisasi Hidrografi Internasional yang merupakan badan yang kompeten dalam melakukan survei hidrografi dan pemetaan bahari.
Oseanografi ilmiah bermula dari pelayaran Kapten James Cook dari tahun 1768 hingga 1779 yang mendeskripsikan Lautan Pasifik dari 71 derajat Selatan hingga 71 derajat Utara dengan tingkat ketelitian yang tinggi. Kronometer buatan John Harrison membantu navigasi dan pemetaan yang dilakukan oleh James Cook selama dua perjalanannya, dan keberhasilan ini lalu meningkatkan standar upaya-upaya penelitian
berikutnya. Ekspedisi-ekspedisi lainnya dilancarkan pada abad ke-19 oleh Rusia, Prancis, Belanda, Amerika Serikat, serta Britania Raya. Kemudian, di atas HMS "Beagle" yang ditumpangi oleh Charles Darwin selama perjalanan yang memberikannya ilham untuk menulis buku "On the Origin of Species", nakhoda kapalnya, Robert FitzRoy, memetakan lautan dan pesisir dan menerbitkan laporan yang
terdiri dari empat volume mengenai tiga perjalanan kapal tersebut pada tahun 1839. Buku Edward Forbes dari tahun 1854 yang berjudul "Distribution of Marine Life" berpendapat bahwa kehidupan tidak bisa tumbuh di bawah kedalaman 600 meter, tetapi hal ini kemudian dibantah oleh ahli biologi Britania W. B. Carpenter dan C. Wyville Thomson yang menemukan kehidupan di laut dalam dengan metode pengerukan pada
tahun 1868. Wyville Thompson lalu menjadi kepala ilmuwan ekspedisi Challenger pada 1872-1876, yang menjadi perintis ilmu oseanografi.
Dalam perjalanan keliling dunia sepanjang 68890 mil laut (127580 km), "HMS Challenger" menemukan sekitar 4700 spesies laut baru, dan juga melakukan 492 pemeruman laut dalam, 133 pengerukan dasar laut, 151 pemukatan perairan lepas, dan 263 pengamatan suhu air. Di Samudra Atlantik Selatan pada tahun 1898/1899, Carl Chun di atas "Valdivia" menemukan banyak bentuk kehidupan baru dari kedalaman yang melebihi 4000 m.
Pengamatan hewan laut dalam di lingkungan alami mereka pertama kali dilakukan pada tahun 1930 oleh William Beebe dan Otis Barton yang turun hingga kedalaman 434 m dengan menggunakan batisfer yang terbuat dari baja. Kemudian, pada tahun 1960, Jacques Piccard mengembangkan batiskaf selam "Trieste" yang berhasil membawa Don Walsh dan Jacques Piccard ke dasar Palung Mariana di Samudra Pasifik dan mencapai rekor kedalaman
10915 m. Pencapaian yang sama baru terulang pada tahun 2012 ketika James Cameron mengemudikan "Deepsea Challenger" ke kedalaman serupa. Pakaian selam atmosfer dapat dikenakan untuk menjelajahi dasar laut, dan rekor dunia untuk penjelajahan terdalam dengan menggunakan pakaian ini dicetak pada tahun 2006 ketika seorang penyelam Angkatan Laut Amerika Serikat mencapai kedalaman 610 m.
Di laut dalam, sinar matahari tidak dapat tembus dan tekanannya sangat tinggi. Untuk menjelajahi laut dalam, diperlukan kendaraan-kendaraan khusus, baik itu kendaraan bawah laut yang dikendalikan dari jauh dan dlengkapi dengan pencahayaan dan kamera, atau kendaraan selam yang dapat ditumpangi awak. Kendaraan selam "Mir" dapat ditumpangi oleh tiga awak dan turun hingga
kedalaman 6000 m. Kendaraan tersebut dilengkapi dengan cahaya 5000 watt, perlengkapan video, dan lengan mekanik untuk mengumpulkan sampel atau memasang alat peneliti.
Batimetri adalah pemetaan dan pengkajian topografi dasar lautan. Metode yang digunakan untuk mengukur kedalaman laut meliputi perum gema, "laser airborne depth sounder", atau penghitungan kedalaman dari data penginderaan jauh dari satelit. Informasi ini digunakan untuk menentukan rute kabel dan pipa bawah laut, untuk menentukan lokasi anjungan lepas pantai yang sesuai, dan untuk mencari tempat penangkapan ikan yang baru.
Penelitian oseanografi yang sedang berlangsung saat ini adalah penelitian kehidupan laut, konservasi, lingkungan laut, kimia laut, dinamika iklim dan permodelannya, batas udara-laut, pola cuaca, sumber daya laut, energi terbarukan, ombak dan arus, serta perancangan dan pengembangan alat-alat dan teknologi-teknologi baru untuk meneliti laut dalam. Pada era 1960-an dan 1970-an,
penelitian berfokus pada taksonomi dan biologi dasar, tetapi pada era 2010-an perhatian telah teralih ke topik-topik besar seperti perubahan iklim. Untuk mengumpulkan data lapisan permukaan, para peneliti dapat memanfaatkan penginderaan jauh dari satelit, tetapi untuk memperoleh data dari laut dalam diperlukan pengukuran yang dilakukan secara "in situ", seperti kapal penelitian, alat pengamatan yang ditambatkan, serta kendaraan bawah laut.
Kapal layar atau kapal paket mengangkut surat ke seberang laut. Salah satu kapal paket pertama berlayar dari Belanda ke Batavia pada tahun 1670-an. Penumpang boleh naik, tetapi kondisi di dalam kapal tidak layak. Pelayaran penumpang terjadwal kemudian berkembang, tetapi waktu pelayarannya tergantung cuaca. Ketika kapal uap menggantikan kapal layar, kapal samudra
menjelma sebagai kapal penumpang. Pada awal abad ke-20, pelayaran lintas Atlantik memakan lima hari. Banyak perusahaan kapal berlomba-lomba membuat kapal terbesar dan tercepat. Blue Riband adalah penghargaan tak resmi yang dipersembahkan kepada kapal tercepat yang melintasi Atlantik dengan jadwal rutin. "Mauretania" memegang rekor kecepatan 26.06 knot (48.26
km/jam) selama dua puluh tahun sejak 1909. Hales Trophy, penghargaan pelayaran komersial tercepat melintasi Atlantik, dimenangkan oleh "United States" pada tahun 1952 dengan masa berlayar 3 hari 10 jam 40 menit.
Kapal samudra nyaman, tetapi bahan bakar dan stafnya memakan biaya yang besar. Masa kejayaan kapal penumpang lintas Atlantik berakhir seiring murahnya biaya penerbangan lintas benua. Pada tahun 1958, penerbangan rutin antara New York dan Paris dengan masa tempuh tujuh jam mengguncang industri kapal penumpang transatlantik. Kapal demi kapal dipensiunkan. Beberapa kapal diloakkan dan
sisanya dijadikan kapal pesiar untuk industri pelancongan dan hotel mengapung. Namun, laut masih menjadi pilihan bagi pengungsi yang menaiki perahu taklayak. Mereka biasanya membayar penyelundup agar bisa berlayar. Ada yang mengungsi karena berlindung dari penindasan dan ada pula yang mengungsi karena mencari penghidupan layak di luar negeri..
Pemanfaatan laut untuk rekreasi dan wisata sudah dimulai pada abad ke-19, dan lalu menjadi industri yang besar pada abad ke-20. Terdapat berbagai macam aktivitas rekreasi di laut, seperti "yachting", balap perahu motor memancing, naik kapal pesiar, serta kegiatan pariwisata ekologi seperti melihat paus dan mengamati burung laut.
Banyak manusia yang senang bermain, berendam, atau bersantai di pantai. Namun, berendam di laut baru mulai menjadi kegiatan yang populer di Eropa pada abad ke-18 setelah Dr. William Buchan menganjurkannya demi kesehatan. Sementara itu, selancar adalah olahraga menaiki sebilah papan untuk bermanuver di atas ombak. Olahraga laut lainnya meliputi selancar layang, selancar angin, dan ski air.
Selam bebas merupakan olahraga yang mencoba mencapai kedalaman tanpa alat bantu pernapasan. Para pemburu mutiara tradisional biasanya menyemiri kulit mereka dengan minyak, memasukkan kapas ke dalam telinga mereka, menjepit hidup mereka, dan lalu menyelam sedalam 12 m dengan keranjang untuk mengumpulkan tiram mutiara. Mata manusia tidak cocok untuk digunakan di bawah air, tetapi
penglihatan dapat ditunjang dengan memakai masker selam. Alat-alat lainnya yang juga berguna untuk melakukan selam bebas adalah kaki katak dan snorkel. Sementara itu, alat bantu pernapasan bawah air memungkinkan penapasan di kedalaman selama berjam-jam. Namun, para penyelam dibatasi oleh menguatnya tekanan semakin dalam mereka menyelam, dan mereka harus menghindari penyakit dekompresi