Trong giai đoạn đầu của nghiên cứu biển, các nhà khoa học dựa vào các phương pháp thô sơ để đánh giá độ trong suốt của nước biển.

Họ thường đổ nước biển vào các thùng chứa và kiểm tra bằng mắt thường, phân loại nước là trong, mờ hay đục.

Để hiểu sâu hơn về sự xuyên thấu của ánh sáng trong đại dương, các thủy thủ và các nhà khoa học ban đầu đã nhúng các vật thể trắng vào biển và quan sát độ trong suốt. Trong giai đoạn này, vào năm 1865, nhà vật lý thiên văn Angelo Secchi đã phát minh ra một công cụ đột phá – đĩa Secchi.

Đĩa trắng này, được trang bị trọng lượng chì và các vật nặng khác, được hạ xuống đại dương. Khi đĩa biến mất khỏi tầm nhìn, độ sâu mà điều này xảy ra được gọi là độ sâu Secchi (ZSD). Mặc dù nổi tiếng với những thành tựu trong lĩnh vực thiên văn học, đóng góp của Secchi cho khoa học biển lại bị lu mờ bởi thiếu sự công nhận học thuật và ảnh hưởng chính trị trong cộng đồng khoa học biển. Tuy nhiên, đĩa Secchi, do ông phát minh trong chuyến hải trình duy nhất của mình, đã trở thành một công cụ khoa học biển tiêu chuẩn, được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu độ trong suốt. Tên của nó, được đặt theo tên của Secchi, là một minh chứng đáng kinh ngạc cho sự đóng góp của ông.

Màu sắc nhìn thấy trong đại dương không phải là màu tự nhiên của nước biển, khiến việc đóng chai nước biển để quan sát màu trở nên không thể. Màu sắc của đại dương bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Khi ánh sáng đi vào đại dương, các bước sóng khác nhau phân rã ở các tốc độ khác nhau trong nước biển. Ánh sáng xanh tím, chẳng hạn, phân rã chậm nhất và bị tán xạ và phản chiếu trở lại khí quyển, tạo nên màu xanh đặc trưng của đại dương. Màu sắc của bầu trời, dù trong xanh hay u ám, cũng ảnh hưởng đến các quan sát.

Màu sắc của nước biển bị ảnh hưởng bởi độ sâu và màu sắc của đáy biển, cũng như các chất có trong nước. Ở những khu vực có đáy biển sâu, đại dương trông có màu xanh tím, trong khi đáy biển nông phản chiếu các tia sáng, làm thay đổi màu sắc của nước. Các hạt lơ lửng và chất hữu cơ hòa tan cũng ảnh hưởng đến màu sắc của nước biển, với các hiện tượng như thủy triều đỏ làm thay đổi màu sắc đại dương một cách rõ rệt.

Khi bề mặt biển bị che khuất, việc đo độ trong suốt và màu sắc trở nên khó khăn. Các lớp phủ biển, chẳng hạn như bọt và lớp màng bề mặt biển, cản trở việc đánh giá chính xác. Để chuẩn hóa định nghĩa về màu sắc, các nhà khoa học đã phát triển các thang màu. Năm 1890, Francois Alphonse Forel (một bác sĩ và nhà khoa học người Thụy Sĩ) đã phát minh ra một thang màu gồm 11 sắc từ xanh dương đến xanh lá cây. Sau đó, vào năm 1892, Willi Ule (một nhà khoa học người Đức. Ông là một nhà địa lý và khí tượng học, nổi tiếng với các nghiên cứu về màu sắc nước biển) mở rộng thang này với 10 sắc bổ sung từ xanh lá cây đến nâu. Kết hợp cả hai thang đã tạo ra thang màu Forel-Ule (FU một phương pháp để xác định gần đúng màu sắc của các vùng nước), gồm 21 màu.

Qua thời gian, một phương pháp xác định màu nước đã được thiết lập, liên quan đến đĩa Secchi. Bằng cách đo độ sâu của đĩa Secchi và quan sát màu nước phía trên nó, các nhà khoa học có thể so sánh các số liệu với thang màu FU (một phương pháp để xác định gần đúng màu sắc của các vùng nước).

Các tiến bộ trong công nghệ vệ tinh đã cách mạng hóa việc đánh giá độ trong suốt và màu sắc của nước thông qua cảm biến từ xa. Sử dụng thông tin quang phổ đại dương thu được từ vệ tinh, các nhà khoa học liên kết nó với độ sâu Secchi và thang màu FU (một phương pháp để xác định gần đúng màu sắc của các vùng nước). Dữ liệu phân bố đại dương toàn cầu từ năm 1997 đến 2018 tiết lộ các xu hướng, với vùng lưu thông đại dương cận nhiệt đới có độ trong suốt lớn nhất (thường vượt quá 50 mét) và các chỉ số FU (một phương pháp để xác định gần đúng màu sắc của các vùng nước) tối thiểu (giữa 1 và 2). Đáng chú ý, vòng xoáy Nam Thái Bình Dương nổi bật với độ trong suốt đặc biệt, vượt quá 60 mét, đại diện cho những vùng nước trong và trong suốt nhất trên toàn cầu.