При исследовании задачи об определении цвета морей и океанов необходимо различать два разных понятия: цвет моря и цвет морской воды. Под цветом моря понимается видимый цвет его поверхности, в то время как цвет морской воды зависит от оптических свойств воды (показателей поглощения, рассеяния и др.), толщины просматриваемого слоя воды, но не зависит от внешних факторов в отличие от цвета моря, который довольно сильно изменяется в зависимости от волнения и освещенности.
Наблюдатель, стоящий на берегу или наблюдающий с борта судна, видит именно цвет моря, а не цвет воды. «Видимый» нами цвет моря определятся соотношением величин и спектральным составом двух основных световых потоков, попадающих в глаз наблюдателя: потока отраженного поверхностью моря светового потока, падающего от Солнца и небесного свода, и потока диффузного света, который исходит из глубин моря. В настоящее время визуальная регистрация цвета моря проводится при некоторых стандартизованных условиях: безоблачное небо, наблюдение в надир, при средних высотах солнца, при слабом волнении. Отклонение угла наблюдения от вертикали приводит к тому, что отраженный поток сначала сравнивается с выходящим из моря, а потом и превосходит его. Поскольку в видимой области спектра коэффициент отражения практически не зависит от длины волны, море приобретает окраску того участка небосвода, от которого приходит отраженное излучение. Часто при наблюдении у горизонта цветовой контраст полностью отсутствует.
Многие ученые пытались объяснить окраску поверхности морей одним лишь различием в рассеянии света, существующим между короткими и длинными волнами, в пределах видимого спектра. Лишь в начале XX в. проблема цветности моря была разрешена В. В. Шулейкиным, основателем кафедры физики Моря и вод суши физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Теория Шулейкина справедлива для любого моря, не содержащего красящих веществ, и основана на рассмотрении процесса прохождения света через толщу воды. При этом она учитывает одновременно и процесс поглощения, и процесс рассеяния, неразрывно связанные между собой.
