Исследование Атлантического океана можно условно разделить на 3 периода: от плаваний древних мореплавателей до 1749 г.; с 1749 до 1872 г. и с 1872 г. до наших дней. Первый период характеризуется изучением распределения вод океана и суши в Атлантическом океане, установлением границ океана и его связей с остальными океаничесими бассейнами. Во второй период изучались физические свойства океанической воды и проводились глубоководные исследования. В 1749 г. Г. Эллис впервые измерил температуру воды Атлантического океана на различных глубинах. Собранный фактический материал позволил Б. Франклину (1770) составить карту Гольфстрима, а М. Ф. Мори (1854) — карту глубин в северной части Атлантического океана, а также карту ветров и течений. В третий период проводятся комплексные океанографические экспедиции, начатые английской экспедицией на «Челленджере» (1872—1876), выполнившей первые подробные физические, химические и биологические исследования Мирового океана, включая и АТЛАНТИЧЕСКИЙ ОКЕАН. Собранный материал выпушен Дж. Мерреем в 50 томах. После нее работали экспедиции на судах «Газель» (1874—1876, герм.), «Витязь» (1886—1889, рус.), «Вальдивия» (1898—1899, герм.), «Гаусс» (1901 — 1903, герм.) и др. Наиболее значительные исследования в Атлантическом океане были проведены на «Метеоре» (1925—1927, герм.), «Дискавери II» (с 1931, англ.), «Атлантик» (с 1933, амер.). Большое значение для изучения Атлантического океана имели объединенные океанографические исследования в период Международного геофизического года (1957—1958), в котором активно участвовали советские НИС «Михаил Ломоносов», «Седов», «Экватор» и др. Крупный вклад в изучение геологической истории Атлантического океана вносят работы, начатые в 1968 г. американской экспедицией на судне «Гломар Челленджер», построенном для глубоководного бурения дна. В конце 20 века интенсивные комплексные океанологичесике исследования проводились СССР на НИС «Витязь», «Михаил Ломоносов», «Академик Курчатов», «Академик Вернадский», «Дмитрий Менделеев», «Петр Лебедев» и др. по национальным и международным программам. Существенный вклад в изучение изменчивости гидрофизических полей внесли международные экспедиции — советско-американский эксперимент «Полимоде», франко-американская глубоководная экспедиция «Фамус», Международный атлантический тропический эксперимент (1974), в котором участвовали ученые из 60 стран. См. также Научно-исследовательские экспедиции.
