开启现代科学海洋学的是1872-76年的挑战者号远征。英国政府1871年接受皇家学会的建议，宣布探索世界大洋并进行科学调查。由威维尔·汤姆森和约翰·默里发起，改装了皇家海军的挑战者号并配备独立的自然史和化学实验室[1] 。在汤姆森的科学监督下，近7万海里（13万公里）的航程总共进行了492次深海探通、133条海底挖掘、151次开阔水域拖网和263次连续水温观测[2] ，并发现约4700种新的海洋生物。挑战者号远征是人类史上第一次真正海洋巡航的科学考察，为整个学术和研究学科奠定了基础[3] 。约翰·默里之后在爱丁堡大学继续研究，这里在20世纪仍然是海洋研究的中心[4] 。 默里是第一个研究海洋峡谷的人，特别是大西洋中洋脊，并绘制了海洋中的沉积物。 他试图根据盐度和温度的观测绘制出世界洋流，并首先正确地了解珊瑚礁发展的性质。