海洋遥感利用传感器对海洋进行远距离非接触观测，以获取海洋要素图像或数据。其原理是海洋不断向环境辐射电磁波能量，海面还会反射太阳光和电磁波能量，故可设计一些专门的传感器，把它装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等工作平台上，接收并记录这些电磁辐射能，再经过传输、加工和处理，得到海洋图像或数据资料。海洋遥感分为以光电为信息载体和以声波为信息载体的两大遥感。
随着卫星技术的发展，海洋遥感获得广泛应用。例如获取某一海区水文数据，最初是人取样测量，然后是在海面和海中放置专业测量仪器，到现在海洋遥感技术已经成为监测海洋水文的重要手段。
海洋遥感方式有主动式和被动式两种：（1）主动式遥感是先由遥感器向海面发射电磁波，再由接收到的回波提取海洋信息或成像。（2）被动式遥感是传感器只接收海面热辐射能或散射太阳光和天空光的能量，从中提取海洋信息或成像。
海洋卫星遥感利用各种卫星资源，对海洋工作区进行全方位、立体的实时监测，以获取波浪、温度、海冰以及风力等海洋环境第一手数据，从而获得长期、稳定、可靠的海洋观测资料数据。依靠可见光照相机和摄像机、红外线照相机、高光谱成像仪、雷达以及合成孔径雷达等，可进行海岸带地形测量；依靠带状海底成像设备、侧扫声呐系统、多波束成像技术、合成孔径声呐等声呐遥感技术，可进行水深和海底测量。
海洋遥感的应用，使得内波、中尺度涡、大洋潮汐、极地海冰观测、海—气相互作用等的研究取得了新的进展。如气象卫星红外图像，直接记录了海面温度的分布，海流和中尺度涡漩的边界在红外图像上非常清晰。利用这种图像可直接测量出这些海洋现象的位置和水平尺度，进行时间系列分析和动力学研究。
尽管使用多波束和侧扫声呐技术能得到非常详细的水深图，但用科考船绘制海底地形费时、费力，成本高。科考船必须在一个区域来回地穿梭航行，才能形成一幅精确的水深地形图。使用地球轨道卫星技术可同时获得大面积的海洋资料。你也许会奇怪，卫星的轨道离地球很远，并且只能观察到海洋的表面，它是怎样获得海底图像的呢？答案是，海底的地貌直接影响了地球的引力场。深邃的海沟区域对应于较小的引力，海山等大型海底地貌单元则会产生额外的引力。这些差异影响了海平面，导致海面隆起或下沉，就好像海底也存在起伏一样。例如，一座2000米高的海山对其周围的海水会产生虽小但可测量到的引力，在海面形成一个约2米高的凸起。这些不规则的变化很容易被卫星观测到，因为卫星使用微波束观测海面的精度可达4厘米。修正波浪、潮汐、洋流和大气的影响后，形成的海面下陷和隆起模式可用来间接得出海底的深度。