Pomiary satelitarne thumb|2003-2011 Pomiar SST za pomocą instrumentu MODIS. Pomiary satelitarne używane do pomiarów temperatury oceany są wykorzystywane od 1967 roku a pierwsze dane globalne powstały w 1970 roku. Od 1982 roku dane satelitarne są wykorzystywane coraz częściej i dają dość dobrą zgodność z pomiarami bezpośrednimi. Pomiary satelitarne są robione za pomocą pomiaru promieniowania dochodzącego do satelity najczęściej w dwóch lub więcej długościach widma elektromagnetycznego. Pomiary satelitarne dają informacje zarówno o globalnym rozkładzie temperatury i umożliwiają dokonywanie wielokrotnych pomiarów tego samego rejonu w czasie dnia. Istnieją jednak problemy z pomiarami satelitarnymi temperatury oceanu. Pomiary satelitarne oceniają temperaturę "naskórka" oceanu do około 0.01 mm. Ten pomiar może się różnić od temperatury oceanu przy powierzchni oceanu (na głębokości 1–10 m). na pomiary satelitarne mają wpływ czynniki inne niż temperatura oceanu. W szczególności chmury mogą wpływać na satelitarny pomiar SST.
Temperatura oceanu i klimat thumb|300px|Zawartość ciepła w oceanie w warstwie 0-2000 m jako funkcja czasu.