Vitenskapelig oseanografi begynte med reisene til kaptein James Cook fra 1768 til 1779, som beskrev Stillehavet med stor presisjon fra 71 grader sør til 71 grader nord. John Harrisons kronometre støttet Cooks nøyaktige navigasjon og kartlegging på to av disse reisene, og forbedret permanent standarden oppnåelig for påfølgende arbeid. Andre ekspedisjoner fulgte i det nittende århundre, fra Russland, Frankrike, Nederland og USA samt Storbritannia. På HMS , som ga Charles Darwin ideer og materialer til hans bok fra 1859 , kartla skipets kaptein, Robert FitzRoy, hav og kyster og publiserte sin firebindsrapport om skipets tre reiser i 1839. Edward Forbes sin bok fra 1854, hevdet at ikke noe liv kunne eksistere under rundt 600 m.Dette ble bevist feil av de britiske biologene WB Carpenter og C. Wyville Thomson, som i 1868 oppdaget liv på dypt vann ved mudring. Wyville Thompson ble sjefforsker på Challenger-ekspedisjonen 1872–1876, som effektivt skapte vitenskapen om oseanografi.