自从人们了解到海洋营养元素的存在之后，一直都在关注它对海洋环境的影响，特别是20世纪80年代后，
海洋环境科学得到快速发展，以海洋营养盐元素为对象的研究课题，成为海洋有机研究的前沿“热点”之一。
营养元素是一种在功能方面与生物过程有密切关系的元素。在海洋学上，传统的营养元素术语，几乎总是专用于硅、磷、氮，而实际上，海水中有些主要成分和微量金属，也属于营养元素。它们与主要成分比较，海水中的硅、磷、氮的浓度相对很低，在特定海区，活着的生物能移去或排出大量的硅、磷、氧等。就其总量来说，对这些元素的影响是能够觉察到的。研究证明，海水中的主要成分的循环尽管大量地涉及到生物体系，但就这些元素来说，其总量是非常之大，以致某些生物作用，对其浓度的影响很小，甚至根本觉察不到。许多其他的基本营养元素在海水中的存在量也很少，但是，生物活体对这些元素的重要性仅是少量的。在控制这些元素的浓度方面，地球化学反应常常更为重要。另外，一些功能上无关的元素，由于种种原因，有时偶尔进入生物体中，生物作用对这些元素在海水中的分布方面，也能起重要作用。人们看到，海水中营养元素受生物影响最大，关系最密切，重要的还是氮、硅、磷，所以，在海洋学上称它们为营养元素。
研究证明，海水中有机营养盐主要有4大类：一是无氮有机物，例如，纤维素、有机羧酸等；二是含氮有机物，例如，氨基酸、蛋白质等；三是类脂化合物，例如，蜡、磷脂、萜类和甾族化合物等；四是复杂有机物，例如，腐植酸HA等。对于它的存在，分布状况，含量分析、分离、鉴定方法等，有了初步的描述性的结果。人们希望通过深入系统的研究，能总结出规律性的结论。找出有机物元素在地球化学研究中的作用和地位，找出有机物的地球化学规律来。
海洋中的腐植质，是海水中极其重要的有机高分子化合物，其结构复杂，性能十分奇妙，可多方面的应用，而且能引起十分神奇的作用。这种神奇作用，人们一直在探索之中。例如，水的络合容量，海水中重金属元素的存在形式，海水中固体粒子为何皆带负电荷等等，都说明腐植质与海洋中的许多化学过程关系密切，都可能是腐植质作用的结果。海洋中氨基酸和蛋白质的作用，和与
海洋生物化学过程的联系，以及氨基酸的种类和数量，都对海洋中生物化学过程产生重要作用。如果要阐述海洋中的有机物循环问题，离开采用化学方法测定初级生产力产品，离开调查对生物物种内部及物种通过低浓度生物活性物质的方式，是无法实现的。然而，人们对低浓度生物活性物质及食物网中低等生物的分子量分布，实际上是一无所知。要解决这些问题，必须依靠有机分子学，掌握与生理因子与环境因子有密切相关的生化成分的演变信息。显然，人们在海洋环境中腐植质及其结构和物质测定方面，要有一个较长的探索过程。无疑它将是海洋化学家们的重要研究课题。
尽管国际社会制定了限制向海洋排放有害物质的国际公约，各国政府也加强海洋环境保护，但是，各种向海洋排放有害物的事件仍时有发生。像海上油田发生井喷、油轮触礁、在海上倾倒有毒化学物质、河流遭受严重污染、海上发生战争等事件时有发生。毫无疑问，海洋污染物对海洋生态平衡造成的破坏是严重的。给海洋中物质运移路径影响很大，在这种情况下，具有实用价值的
化学海洋学及其技术手段，就能发挥重要作用。为了获得大洋侧向混合和垂直混合及物质运移的路径，人们研究出专门示踪物的实验方法。初步研究认为，较为合适的示踪物有全氟化碳、氦同位素、重甲烷等。这是一项新技术，虽然刚起步，但前景喜人。
卤化碳氢化合物制成的农药在人们的农业生产中曾产生过积极的作用，但是，它对环境的破坏是严重的。近些年来，一些国家已经禁止使用对环境有破坏作用的农药杀虫剂。但是，它们产生的危害仍然存在。例如，滴滴涕(DDT)和
多氯联苯(PCB)等。人们对这些有害物质进入海洋进行了追踪性的研究。由大气进入海洋环境氟里昂，格外受人关注。研究其测定方法，研究下降流区的深层水的流动趋势，对氟里昂进行检测。近些年来，人们在痕量金属研究中又有新突破，其中对铜、锌、铅和汞等主要痕量金属进行有效检测。研制了测定海水和空气中汞的技术方法。人们对海水中汞的研究，增进了人们对甲基化过程，不同种类物质的海-气交换、还原、氧化等过程有了新认识。具有不同氧化还原作用及综合性的
放射性同位素，如，铅、镭、镁、钋、钚和镅等研究，可以揭示出海水中发生的重要化学进程。