早在上古時代，人類在海上捕魚、航行，就產生了對海洋進行測繪的需要。公元前 1世紀古希臘學者已經能夠繪制表示海洋的地圖。公元 3世紀，中國魏晉時期，劉徽所著《海島算經》中已有關於海島距離和高度的測量方法的內容。1119年中國宋代朱彧所著《萍洲可談》記載：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針或以十丈繩鉤取海底泥嗅之，便知所至。”說明當時已有測天定位和嗅泥推測船位的方法。
現存最早的直接為海上活動服務的海圖，是1300年左右制作的地中海區域的“波特蘭”（航海方位）型航海圖。這種圖上繪有以幾個點為中心的羅經方位線。15世紀中葉，中國航海家鄭和遠航非洲，沿途進行了壹些水深測量和底質探測，編制了航海圖集（見《鄭和航海圖》）。15、16世紀航海、探險事業的活躍，大大促進了海洋測繪的發展。1504年葡萄牙在編制海圖時，采用逐點註記的方法表示水深，這是現代航海圖表示海底地貌的基本方法的開端。1569年G.墨卡托采用等角正圓柱投影編制海圖。此方法被各國沿用至今。17世紀以後，海洋測繪的範圍日益擴大，航海圖的內容不斷增加。18世紀歐洲許多國家相繼成立了海道測量機構，開始對本國沿岸海區進行系統的海道測量，編制了壹系列航海圖。這壹時期還出現了以等深線表示海底地貌的海圖。19世紀海洋測繪從沿岸海區向大洋發展，大洋測量資料的不斷增加，為編制世界大洋水深圖提供了條件。1899年在柏林召開的第 7屆國際地理學大會上決定出版《大洋地勢圖》，並於1903年出了第壹版。20世紀20年代，在水深測量中開始使用回聲測深儀，大大提高了工作效率。1921年國際海道測量局成立後，開展學術交流活動，修訂《大洋地勢圖》，並陸續出版國際航海公用的《國際海圖》，促進了國際合作。40年代開始，在海洋測繪中試驗應用航空攝影技術。50年代以來，海洋測繪在應用新技術和擴大研究內容方面又取得了重大的進展。測深方面,除了使用單壹波束的回聲測深儀外,已開始使用側掃聲吶和多波束測深系統，海洋遙感測深也取得初步成功。定位手段，由采用光學儀器發展到廣泛應用電子定位儀器。定位精度由幾千米、幾百米提高到幾十米、幾米。測量數據的處理已經采用電子計算機。70年代以來，各主要臨海國家已有計劃地利用空間技術進行海洋大地測量和各種海洋物理場的測量(如海洋磁力測量)。特別是應用衛星測高技術對海洋大地水準面、重力異常、海洋環流、海洋潮汐等問題進行了比較詳細的探測和研究。在海圖成圖過程中已廣泛采用自動坐標儀定位、電子分色掃描、靜電復印和計算機輔助制圖等技術。海洋測量工作已從測量航海要素為主，發展到測量各種專題要素的信息和建立海底地形模型的全部信息。為此建造的大型綜合測量船可以同時獲得水深、底質、重力、磁力、水文、氣象等資料。綜合性的自動化測量設備也有所發展。例如1978年美國研制的960型海底繪圖系統,就能夠搜集高分辨率的測深數據，探明沈船、墜落飛機等水下障礙物，以及底質和淺層剖面數據等，並可同時進行海底繪圖和水深測量、海底淺層剖面測量。海圖編制除普通航海圖的內容更加完善外，還編制出各種專用航海圖（如羅蘭海圖、臺卡海圖）、海底地形圖、各種海洋專題圖（如海底底質圖、海洋重力圖、海洋磁力圖、海洋水文圖），以及各種海洋圖集。