温室效应加剧致使全球气候变暖，继而引发全球环境变化，包括诸多方面如海洋酸化、极端天气频发、极区海冰加速融化等等，单一领域的研究已不能够解释这些现象发生的原因和机制。因此，学者将地球的各个圈层（如大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）作为一个整体来研究地球系统的整体行为，探究其变化规律和控制机制。

    在这崭新的研究领域内，一切要从基础开始。首先就是数据的获取。在20世纪后期国际海洋界执行和参与了众多大型研究计划，如世界气候研究计划(WCRP)，热带海洋与全球大气研究计划(TOGA)，世界大洋环流实验(WOCE)，全球海洋通量联合研究计划(JGOFS)等。

    在数据的积累过程中，除去走航监测和采样获得的现场数据外，卫星遥感技术的发展为全球变化研究提供了有力的数据支持。卫星遥感可以实现大面积同时观测和长时间动态观测，获得的数据远远超过百余年来船舶与浮标数据的总和。卫星海洋遥感是海洋科学的一个新的分支学科，它是物理学、信息科学和海洋科学三门学科交叉的产物。20世纪90年代，各国海洋卫星计划已构成10～20 年时间尺度的连续观测，以满足海洋环境业务化监测和气候研究的迫切要求。

    我们关心的是未来，但做好未来的预测，历史是最好的老师。在对现在海洋、气候监测的同时，对全球变化的研究还推动了古海洋学的发展。