Макарова интересовало изучение морских вод еще до плавания на «Витязе». В проливе Босфор он обнаружил глубинное течение. Здесь было выполнено более четырех тысяч наблюдений над температурой и удельным весом воды и около тысячи измерений течений — невиданный по тому времени объем работы, позволивший получить важные, до сих пор не утратившие своего значения выводы.

В 1889 г. по инициативе Макарова был построен ледокол «Ермак», равного которому в то время не было (машина в 10 тыс. сил, водоизмещение 6 тыс. т). Первое испытательное плавание ледокола совершалось к западу от Шпицбергена до полярных льдов. При этом Макаров произвел интересные океанографические работы, описанные в его труде «„Ермак“ во льдах» (1901).

В 1902 г. был создан специальный Международный совет по изучению морей, который способствовал развитию морских исследований. Создание совета было подготовлено Международным географическим конгрессом, проходившим в Берлине в 1889 г. В работе конгресса приняли участие многие страны: Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Нидерланды, Норвегия, Россия, Швеция и Соединенные Штаты. Совет просуществовал 10 лет и успел сделать очень много в области океанографии как пауки. В то же время основной целью совета было изучение морских промыслов и их охрана от хищнического истребления. Все полученные материалы быстро обрабатывались и издавались не позднее, чем через год. Организованное советом наблюдение вдоль постоянных линий (разрезов), повторяемое регулярно 4 раза в год, дало возможность обнаружить большие изменения океанографических характеристик от года к году. Таким образом, постоянный центр сделал большой шаг в исследовании морей, разработке методов, создании приборов.

В 1918 г. в Советском Союзе был создан Комитет для исследований по гидрологии, метеорологии и геологии. Через четыре года этот комитет был преобразован в Центральное гидрометеорологическое бюро, задачей которого стало изучение прибрежных зон морей (с устьями рек) и руководство гидрометеорологической сетью.

За подписью В. И. Ленина 10 марта 1921 г. был издан проект постановления об учреждении Плавучего морского института. Ему надлежало планомерно изучать советские моря, побережья, острова. Впоследствии этот институт реорганизовали, и с 1933 г. он существует как Всесоюзный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО). Одновременно с Плавмормином появились: Институт Севера (затем Арктический и ныне Арктики и Антарктики) и морской отдел в Государственном гидрологическом институте. Создаются местные научно-исследовательские обсерватории в системе Гидрометеорологической службы и Военно-Морского Флота, институты и станции рыбного хозяйства. Работу прибрежных морских станций дополняли многочисленные экспедиции, а затем родилось могучее средство наблюдений — ледовая авиаразведка.

Со знаменитой станции «Северный полюс-1» (1937–1938 гг.) началось планомерное освоение этого сурового района, прерванное на несколько лет войной.

В послевоенное время все большее развитие стали получать специальные океанские экспедиции, организуемые Институтом океанологии АН СССР, Морским гидрофизическим институтом и Гидрометеослужбой СССР. Исследования проводились на судах «Витязь», «Михаил Ломоносов», кораблях погоды — «А. И. Воейков», «Ю. М. Шокальский». В 1966–1969 гг. вступили в строй флагман научно-исследовательского флота Академии наук СССР «Академик Курчатов», суда Гидрометеорологической службы «Профессор Визе», «Профессор Зубов» и др.

Во всех экспедициях тех лет применялась единая методика наблюдений и их обработка. Особенно широко развилось международное сотрудничество, многие экспедиции стали проводиться совместно разными странами. Так было во время Международного геофизического года (МГГ) в 1957–1958 гг., Международного геофизического сотрудничества (МГС) в 1959–1962 гг. и позднее. С 1958 г. начаты обширные советские экспедиции в районы Антарктики, проводимые также в порядке международного сотрудничества. Интенсивно изучаются внутренние и окраинные моря, омывающие берега нашей страны.

Какова же реальная цель многочисленных дорогостоящих, трудоемких, а зачастую и небезопасных экспедиций? Развитие океанологии, как и всякой науки, определяется постоянно растущими запросами хозяйственной и культурной жизни человечества. С глубокой древности изучение океана было связано с промыслом рыбы и морского зверя. Все явления, наблюдаемые в океане, важны для мореплавателя, но есть среди них и такие, которые привлекают особое внимание. Это прежде всего волнение на поверхности моря, колебания уровня, течения и ледовые условия. Сильное волнение не только усложняет плавание, приносит повреждения, но может стать и причиной гибели судна. Поэтому необходимо точно знать фактические и ожидаемые условия волнения. В настоящее время широко внедрено плавание так называемыми рекомендованными курсами, передаваемыми из центральных учреждений Гидрометеослужбы судам, находящимся в океане.