해수면에서는 수온에 비례하는 열적외선 영역의 전자기파를 복사하므로, 이를 감지할 수 있는 센서를 인공위성에 탑재하여 바다에서 복사되어오는 에너지의 양을 관측함으로써, 바다표면의 수온정보를 획득할 수 있다. 적외선 센서를 탑재한 위성으로 NOAA, Terra, Aqua, NPP 등이 있고, NOAA 위성의 AVHRR에 의해 수집된 수온 자료가 가장 널리 활용되고 있으며, 응용분야로는 해류의 이동, 시공간적 수온변화 분석, 냉수대 감시 등이 있다.

바다표면에서 반사된 가시광선은 바다에 포함된 여러 물질들의 영향을 받아 시간이나 장소에 따라 달라지므로 이를 센서로 감지하면 바다에 대한 여러 가지 유용한 정보를 획득할 수 있다. 이러한 가시광선의 변화를 감지할 수 있는 해색(Ocean Color) 센서를 탑재한 위성으로는 OrbView-2의 SeaWiFS, Terra와 Aqua의 MODIS 등이 있다. 응용분야로는 수질관측, 클로로필농도, 부유물질농도, 용해유기물 농도, 적조감시 등이 있다.