利用航空或航太運載工具上的探測系統測定海底各點在水面以下深度的工作。它具有探測面積大，效率高，資料便於自動化處理等優點。
20世紀60年代，遙感技術已廣泛應用於陸地資訊的收集和測量。70年代末，隨著雷射技術、多光譜掃描和攝影技術的發展，海洋遙感測深開始逐步發展起來。
海洋遙感測深，根據儀器的搭載工具，可分為航空遙感測深和航太遙感測深；根據工作原理，又可分為主動遙感測深（即鐳射測深）、被被動遙感測深（即多光譜掃描測深或多光譜攝影測深）和主動被動相結合的遙感測深。
主動遙感測深系統 由機載激光儀器和導航設備等組成的系統（見圖）。該系統目前多采用釔-鋁-石榴石的釹激光發生器，發射波長為1.064微米的激光束，其中一部分光直接射向海面並從海面反射回來，另一部分光通過倍頻器轉換成波長為0.532微米的光再發射出去，穿透海水從海底反射回來。根據激光從海面垂直到達海底並返回所需的時間T，可計算出所測水深：
式中c＇為激光在海水中的傳播速度。
激光測深系統的有效測量深度，取決於光束在海水中的衰減程度、測深精度、激光脈沖的持續時間和發射功率。光束在海水中的衰減程度又主要取決於海水的混濁度。
激光測深系統一般由下列幾部分組成：①測深分系統，提供水深及飛機高度等數據；②導航分系統；③數據處理分系統、控制與監視分系統，將所測數據存貯於磁帶上，為地面處理分系統提供原始數據，並為飛機提供完成任務情況的信息；④專用飛機，應同激光測深相匹配，飛行高度一般約為150～600米，飛行速度為150～250公裡/時；⑤地面處理分系統，對所測水深，測區海水混濁度，系統誤差等進行綜合校正處理。
這一系統在測深精度和測量效率方面都比回聲測深儀高，但探測深度受激光器功率及海水混濁度的限制。
被動遙感測深系統 根據不同光譜段滲透海水的能力不同的原理設計而成的測深系統。近紅外光譜段滲透海水幾毫米至幾厘米，可見光短波段（藍、綠光）滲透海水20米（在海水非常透明的情況下，可達40米）。用幾個狹窄的不同波段的光譜帶進行水下掃描，可獲得不同深度斷面圖像。但被動系統因受穿透海水能力的限制，有效測量深度不大。在比較透明的海域中，有效測量深度也隻有數十米，而在混濁的海水中僅限於幾米。
主動－被動多光譜掃描儀 一種由主動遙感測深和被動遙感測深相結合的混合光譜掃描儀，適用於海域寬、分辨率要求高的機載水深測量。其主動掃描采用藍－綠光波段的脈沖激光器實現，用以測定水深數值。它和被動掃描獲得的不同深度的圖像相結合，即可獲得海底地形資料。