隨著造船技術進步，航海能力提高，各國對海洋的開發利用日益延伸擴展至國家管轄權以外的海域。在此情形下，有關公海的國際法規範也逐漸形成。
公海的概念產生於16世紀，不過，到19世紀才獲得普遍認可，而且公海範圍自從概念提出來後，一直在變化（範圍縮小），直至《聯合國海洋法公約》（以下簡稱《公約》）的頒布後，公海的範圍才得以穩定下來。
公海的概念是法定概念。《公約》第86條規定，公海是指「不包括在任何國家的專屬經濟區、領海或者內水或者群島國的群島水域內的全部海域。」也就是說，除了各國內水、領海、群島水域和專屬經濟區外的全部海域及上空，都屬於公海，但不包括其海域覆蓋的海底區域。可見公海範圍之寬廣。
按照國際習慣法，公海是人類所共的供所有國家使用的海域，它不屬於任何國家的領土，不受任何國家的管轄和支配。按照國際法原則，任何國家在公海的活動都是自由的，這是公海制度的核心和基礎。
依據《公海公約》和《公約》的有關規定，公海自由的基本含義包括：無論沿海國還是內陸國，公海對所有國家開放；所有國家都有平等行使各種公海自由的權利；公海自由是在《公約》和《公海公約》框架約束下的，不是絕對和沒有任何限制的。
《公約》對公海自由的範疇概括了六項內容：
（1）航行自由。公海航行自由，是公海自由中的首項自由，是公海自由中最主要、最基本的內容。具體包括所有國家，無論是沿海國還是內陸國，其船舶（以商船為主，也包括公務船舶、軍用艦艇等）都有在公海的任何部分自由航行的權利；在公海上航行的各個國家的船舶，都有權懸掛本國國旗；只服從國際法和船旗國的法律，而不受任何其他國家的民事和刑事管轄；不受任何海上強制性禮節的約束，無須繳納任何通行稅費等等。
但是，都應遵守國際法和國際航行規則、避碰規則，尊重其他國家航行自由權利的行使，並自覺保障航行安全、控制環境汙染和實施海上人命救助等義務。
（2）捕魚自由。捕魚自由是一項傳統公海自由。《公約》規定，公海捕魚自由是指在國際法的限制下，任何國家或其他國民都有權在公海上自由捕魚，而不受其他國家的阻礙，公海捕魚對一切國家開放。但隨著捕魚技術的提高和世界大洋漁業資源的衰退，這項自由將受一定的管控。
（3）飛越自由。公海上空飛越自由是指各國的航空器（軍用和民用航空器）在公海上空均有飛行自由，除了受國籍國管轄外，任何國家對這種自由不得加以限制或妨礙。
（4）鋪設海底電纜和管道的自由。本項自由是指所有國家均有權在大陸架以外的公海海底鋪設海底電纜和管道，這種鋪設不影響國際海底的法律地位，也不構成對海底的佔有和支配。各國在鋪設海底電纜和管道時，應顧及已鋪設的海底電纜和管道，不使其受到損壞或影響其維修。
（5）建設國際法所容許的人工島嶼和其他設施的資源。建造人工島嶼和其他設施的自由是指，所有國家為了科研、勘探和開發的目的，均享有在公海上建造國際法所容許的人工島嶼和其他設施的自由。
（6）科學研究的自由。《公約》的第87條第6項的規定，各國在公海上均享有科學研究的自由。
公海上的自由都是要求從事國際法所不禁止的活動的自由，並不意味著公海處於無法律狀態。按照國際法的精神，公海屬於全人類共同繼承的財產，所有國家都可以平等共享，不屬於任何國家的領土，也不得對公海主張所有權和管轄權。另外，隨著科學技術的發展和人類開發海洋力度增加，公海的海洋資源和環境也都承受較大的壓力，公海自由也需要適時地收緊了。