Sự thay đổi mực nước biển toàn cầu trong nhiều thế kỷ qua đã được ước tính bằng cách sử dụng các máy đo thủy triều, các số liệu đo được đối chiếu trong thời gian dài để đưa ra một mực nước trung bình dài hạn. Gần đây hơn, máy đo độ cao - kết hợp với sự định vị chính xác của các quỹ đạo vệ tinh - đã cung cấp một phương pháp đo sự thay đổi mực nước biển toàn cầu cải thiện hơn. Trước khi các công cụ đo lường máy móc được đưa vào sử dụng, các nhà khoa học đã xác định độ cao mực nước biển thông qua các dấu vết trên những rặng san hô, những lớp trầm tích ven biển, trên thềm biển, hạt trong đá vôi và những di tích khảo cổ còn sót lại gần bờ biển. Các phương pháp định tuổi có nhiều ưu điểm là phương pháp urani và cacbon phóng xạ, còn phương pháp định tuổi hạt nhân vũ trụ đôi khi được áp dụng để xác định tuổi các bề mặt (thềm) đã trải qua sự giảm mực nước biển.