海洋大地測量是在海洋區域進行平面和高程控制的測量，是陸地大地測量在海洋區域的擴展。主要內容包括在海洋範圍內布設大地控制網（點），海上定位，測定平均海面、海面地形和海洋大地水準面，進行海洋重力測量等。
海洋大地測量控制網主要由海底控制點（如水下聲標）、海面控制點（如固定浮標）、岸上或島上的大地控制點組成，是各種海洋測量和海上定位工作的基礎。
海上定位包括海面定位和水下定位。海面定位，近岸水域用陸地大地測量方法和電磁波測距等方法，較遠海區用無線電定位、水下聲標和人造衛星定位。水下定位主要用慣性導航方法。海上定位為海洋測量、航海、海洋工程建設、海洋劃界、軍事活動和海洋科研等提供數據。
平均海面和大地水準面的測定是為了海洋和陸地測量高度（深度和高程）提供基準。大地水準面和海面地形的測定，為研究地球形狀和構造提供資料。
海洋重力測量方法有：在船上用海洋重力儀測量，在海底布設海底重力儀用遙測裝置在海面上觀測，用衛星測高儀測得海面地形推算重力異常。海洋重力測量為研究地球形狀和內部構造，勘測海洋礦產資源和保障航天、遠程飛彈發射提供重力資料。