与船载设备调查、海面浮标等常规的海面监测相比，利用无人机系统进行海洋监测具有许多独特的优点：
①它不受地理位置、天气和人为条件的限制，可以覆盖地理位置偏远、环境条件恶劣的海区及由于政治原因不能直接去进行常规调查的海区。具有机动灵活、快速反应的优势，操作简单，到达目标点速度快。
②无人机监测覆盖范围广，由传统监测手段的定点监测扩展为面状监测，更有利于获取综合、全面的海量信息。
③与遥感卫星相比，无人机具有更高的时间分辨率，重访时间灵活，在环境允许的情况下即可执行任务。
④具有更高的空间分辨率，无人机平台高度灵活可变，远低于卫星高度，飞行速度也相对较慢，分辨率一般在分米、厘米级。
⑤具有更低的费用成本，无人机不仅造价低廉，并能重复使用，根据需求可以更换搭载不同的载荷，具有一机多用、多事同行的优势。
⑥与有人机相比，无人机准备安排时间短，可迅速出动，占用空间相对小，方便乘载在船体上，并且可在危险任务中避免机员伤亡。
无人机海洋监测应用 灾害监测：近年来，浒苔、赤潮、海冰、风暴潮等海洋自然灾害频发，不断影响我国沿海地区的生产和生活，造成了巨大的经济损失。然而，对这些灾害缺乏全面、及时的信息掌握，造成预报不及时、监测不准确和处置不合理等结果。利用无人机搭载遥感传感器摄取灾害区影像，搭载摄像设备拍摄现场实时视频，获取灾情信息比其他常规手段更加快速、客观和全面，能够达到灾前预报、灾中监控、灾后评估“三效合一”的监测效果。 灾前预报：利用无人机在灾害频发时段加强对海域的巡检，视察防暴大堤是否受损，调查浒苔、赤潮、海冰的分布，预测走向，及时向可能受到危害的地区发布灾害预警；并且可通过长时间的观测，掌握灾害发生的规律，以便在后期做到提前预知，采取应对措施。 灾中监控：在海洋灾害发生时，一方面，通过无人机调查灾害发生的范围、程度，制定合理的消灾方案，另一方面，利用无人机在空中获取的实时遥感影像、视频，布置消灾方案，指挥消灾任务，观察消灾成效。
灾后评估：与GIS 技术相结合，对无人机获取的受灾海域遥感数据分析，提取受灾范围、受灾等级、损失程度等量化信息，指导灾后补救和后期防范。 无人机在海洋测绘中的应用 港口、河流入海口、近海岸等水陆交界地带是人类活动相对频繁的海域，在人为因素和自然因素的作用下，这些区域的地形地势变化也比较频繁。在人为因素方面，随着经济的发展和需求，人们对水陆交界海域的开发利用度不断增强，例如填海造地、养殖区扩展、港口平台搭建等；在自然环境因素的作用下，海岸侵蚀造成海岸线变更，入海口冲击、淤积等原因造成入海口地形变更。加强对这些海域的测绘，对指导人们的开发和利用具有重要意义。 利用无人机进行海洋测绘，比传统的测绘方法速度快，并能深入海水区域，获取的遥感数据具有更高的空间分辨率，可以完成大比例尺制图。从无人机遥感影像中可以提取海岸、入海口、港口等海域的轮廓线及其变化，结合GIS 技术对面积、长度、变化量等量化分析并预测变化趋势。在填海造地时，利用无人机搭载LiDar 实时测量填造区域，指导工程的实施。
利用SAR和高光谱遥感数据可以探测浅海区域的海底地形，绘制海底地形图。利用LiDar 数据建立海岸线DEM，为风暴潮的预警提供参考。在海岛礁测绘中，利用无人机同时搭载LiDar 和光谱传感器获取多源数据，提取海岛礁的轮廓线、面积、DEM、覆被类型等信息，可建立三维海岛礁模型。
无人机在海洋参数反演中的应用 海洋是全球气候变化中的关键部分，海表温度、盐度、海面湿度等环境参数是全球气候变化、全球水循环、海洋动力学研究的重要输入参数。遥感技术是快速大范围监测海洋环境参数的有效手段，可以对海洋长时间连续观测，为气候变化、水循环和海洋动力等研究提供依据数据。 无人机可以监测局部重点海域的环境参数，是卫星遥感大范围监测的重要补充，为海洋区域气候、海洋异常变化、海洋生物环境、入海口海水盐度变化、沿海土地盐碱化等研究提供数据信息。
无人机获取的海洋环境参数还可以为海上油气平台、浮标、人工建筑等耐腐蚀性、抗冻性研究提供数据支持。 无人机配备微波辐射计、热红外探测仪、高光谱成像仪等传感器探测海洋得到遥感数据，利用海洋参数的定量遥感反演算法模型反演海洋的各个参数。目前，反演模型大多是统计模型，利用遥感数据与反演的海洋参数之间建立起统计关系，通过统计回归的方法可以反演得到海洋温度、湿度、盐度等环境参数。
