早在旧石器时代，中国沿海地区已有人类活动，18000年前的山顶洞人已用海蚶壳作装饰品。中国先民们在与海打交道的过程中不但磨砺了意志，也积累了丰富的经验和知识。如果说精卫填海的神话反映出远古人类要战胜海洋的愿望，那么河姆渡出土的7000年前的船桨，殷商甲骨文中出现的晦（海）、涛、鱼、龟等与海有关的文字
在沿海农业经济区，海和海岸带是重要地理环境，也是重要劳动对象。中国沿海居民迅速积累起有关海洋的地貌、气象、水文、生物等海洋本身的知识，并在此基础上发展起海洋自然观和科学思想。
“水流千里，必归大海”。先秦时，庄周、屈原等人曾深入思索，既然百川归海，为什么海水不会满？为什么不管大旱还是大涝，海平面稳定不变？据此，先秦思想家们建立起“海洋广阔无垠、深不可测”的海洋观，并将海洋命名为“巨海”、“大壑”、“百谷王”、“无底”、“天池”等。《吕氏春秋》提出了水分海陆大循环的学说；《管子》提出了维护生态平衡的理论。随着航海知识的发展和域外知识的扩大，战国时北方沿海已流行海外三神山（蓬莱、方丈、瀛洲）传说。邹衍提出一种非正统的海洋开放型的大九州说，认为在广阔平坦的海洋上散布着81（9×9）块大陆（州），中国所在的赤县神州只是其中一块而已，它不一定位于世界中心。
到了秦汉至南北朝时期，人们对于海洋的认识变得更加丰富和深刻。东汉王充提出“涛之起也，随月盛衰”的潮汐的月球成因说和潮月同步原理，开创了元气自然论潮论；发现了高潮间隙现象，并提出暴涨潮的地形成因说。晋代葛洪则用浑天宇宙论来解释潮汐成因，建立起天地结构论潮论。自此，天地结构论潮论和正统的元气自然论潮论开始了长达千余年的争鸣。东汉马援在琼州海峡两岸树起潮信碑，供渡海者使用。感潮河段发展起依靠潮水抬高淡水位以资灌溉的潮田。潮田广泛分布，成为中国海洋农业文化的特殊标志。这一时期，《尔雅》、《说文》、《临海水土异物志》等著作不仅记载了许多海洋生物，而且逐步形成了在每一种类下分别记述名称、形态、习性、用途及地理分布的传统海洋生物志体例。尤其值得一提的是，西汉时我国已开辟海上丝绸之路，航线最远到达今印度和斯里兰卡。
隋朝至元朝出现了一批潮汐学家，产生了不少潮汐专论。唐代窦叔蒙应用天文历算方法，推算出潮汐周期为12时25分12秒强的精确数据；他还总结出潮汐的半日、月、年三个周期，发现了分点潮，绘制了直观的天文潮汐表。五代末宋初的赞宁和尚编制了钱塘江潮候口诀。在此基础上，吕昌明于1056年编制了《浙江四时潮候图（表）》，在元代被刻成石碑立于钱塘江畔浙江亭，供渡江者使用。宋代余靖、沈括注意到地形对潮汐迟到的作用，给高潮间隙下了科学定义，提出应根据海区地理情况修改天文潮汐表，从而促进了明清实测潮汐表的崛起，并全面替代天文潮汐表。有关暴涨潮（怒潮）成因，唐代卢肇提出了江水、海水激而为斗说；宋代燕肃则提出河口拦门沙说。
明清时，地方志极大发展，保存了丰富的海洋自然灾害和异常的记载。区域海洋水产志也形成和发展起来，总结历代潮论的《海潮辑说》以及总结历代海塘技术的《海塘录》产生了。实测潮汐表在各海区充分发展，形式多样，有表、图、指掌图、口诀、谚语等。综合气象预报、台风预报有大的发展，产生了不少用于综合预报的海洋气象谚语。明代郎瑛、陈霆、方以智建立了海市蜃楼成因的气映说，认为海市蜃楼是大气上下层不均匀性造成的特殊光象。明代郑和七下西洋，经过南海、横越印度洋，访问亚非几十个国家，最远到达东非索马里和肯尼亚一带。
中国古代最受尊崇的“海神”――妈祖
