Первые стационарные гидрометеорологические наблюдения на Каспийском море были выполнены в XVIII в. военным врачом И. Лерхе, который в 1732 г. провел их в Астрахани, Баку, Дербенте, Низовой Пристани и в устье р. Сулак.
Первые метеорологические станции на Каспийском море (1827—1830 гг.) открывались различными ведомствами и выполняли ограниченный комплекс наблюдений. В 1837 г. академик Э. X. Ленц организовал водомерный пост в Баку. В разные годы производились наблюдения на береговых и плавучих маяках.
С 1856 по 1867 г. на Каспийском море работала гидрографическая экспедиция под руководством Н. А. Ивашинцева. По материалам этой экспедиции были составлены подробные высокоточные навигационные карты моря, выполнена промеры в открытых районах и составлена первая батиметрическая карта.
В 1904 г. по инициативе и на средства Общества рыболовства и рыбоводства и Департамента земледелия при содействии Русского географического общества на Каспии более трех месяцев работала экспедиция по исследованию сельдяного промысла, которой руководил Н. М. Книпович. Работы охватывали все районы моря, особое внимание было уделено глубоководной части. Экспедиция выполнила большое количество химических исследований, провела многочисленные наблюдения за температурой, плотностью, цветом и прозрачностью воды, течениями. Направление и скорость течений определялись вертушкой Экмана, закупоренными бутылками, привязными поплавками.
Впервые было выявлено вертикальное распределение температуры воды в северной, средней и южной частях моря; установлено исключительно низкое содержание кислорода в глубоководных районах ниже горизонта 200 м и как следствие отсутствие органической жизни. В слое воды ниже 600—700 м было обнаружено наличие сероводорода. По материалам наблюдений была предло¬жена общая циклоническая схема течений, охватывающая все море.
В 1912—1913 гг. была проведена вторая промысловая экспедиция Н. М. Книповича, позволившая собрать большое количество океанографических данных. Исследования проводились в основном в средней и северной частях моря.
В 1914—1915 гг. в течение пятнадцати месяцев работала третья экспедиция под руководством Н. М. Книповича, во время которой собран большой материал по гидрологии, биологии и промыслам всего моря и впервые были получены сведения о сезонных изменениях гидрологических и биологических явлений. Результаты исследований 1904—1915 гг. обобщены в «Трудах Каспийской экспедиции».
До образования Советского государства сеть морских станций была весьма ограниченной, а в годы гражданской войны (1918—1920 гг.) закрылись все гидрометеорологические станции, за исключением Махачкалы. Восстановление и развитие сети гидрометеорологических станций началось с организации в 1922 г. гидрометеорологической службы в Азербайджане. С 1929 по 1936 г. на всем побережье моря была создана сеть гидрометеорологических станций и постов.
Комплексная океанографическая съемка всего моря под руководством С. В. Бруевича была организована ВНИРО в 1934 г. В дальнейшем по инициативе этого института довольно регулярно до 1943 г. проводились гидрохимические съемки на 4—5 стандартных гидрологических разрезах в Среднем и Южном Каспии.
В период Великой Отечественной войны наблюдения проводились с перерывами
В начале 50-х годов на гидрометслужбу было возложено изучение гидрометеорологического режима нефтеносных акваторий. С этой целью в 1952 г. на Нефтяных Камнях была открыта специализированная гидрометеостанция, а также ряд станций и постов на отдельных основаниях и эстакадах в районе нефтепромыслов Апшеронского района и Дагестанского побережья. Для оперативного обслуживания нефтяников по данным наблюдений ежегодно составлялись гидрометеорологические обзоры по районам морских нефтепромыслов.
В 1961 г. из существующих станций была выделена постоянная сеть береговых гидрометстанций и рейдовых пунктов для изучения межгодовых и многолетних изменений элементов гидрометеорологического режима моря. В качестве «вековых» в северной части были выбраны пункты—Остров Кулалы, Остров Тюлений, Астраханский приемный плавмаяк, в средней и южной—Махачкала, Нефтяные Камни, Баку, Зюйдостовый Култук, Огурчинский остров, Красноводск, Бекдаш. Четыре из них были закреплены как «вековые» уровенные пункты: Баку, Форт-Шевченко, Красноводск, Махачкала.
Для упорядочения материалов уровенных наблюдений в 1961 г. на Каспийском море был введен единый «нуль» поста—28,00 м и все имеющиеся наблюдения систематизированы и сведены в «Каталог уровенных наблюдений» (1963 г.).
Развитие промышленности на побережье моря, рост морской добычи, судоходство вызвали загрязнение вод моря отходами химического, нефтеперерабатывающего производства. В связи с этим с 1966 г. началось выполнение экспедиционных работ по Программе государственного контроля за состоянием загрязнения моря и устьев рек по гидрохимическим и гидробиологическим показателям.
Экспедиционные исследования на Каспийском море, кроме гидрометеорологической службы, проводят многие ведомства и учреждения: АН Азербайджана, КаспНИРХ, АзНИИ по добыче нефти и газа, МГУ, Институт водных проблем АН СССР и др.
Многолетние материалы исследований обобщены во многих монографиях, справочниках статьях. Данные наблюдений опубликованы в «Морских ежегодниках» (с начала наблюдений по 1960 г.) в «Морских гидрометеорологических ежемесячниках» (1961—1975 гг.) и с 1976 г. по настоящее время в «Ежегодных данных о режиме и качестве вод морей и устьев рек». Эти издания содержат также характеристики гидрометеорологического и гидрохимического режимов, где показаны их годовые и сезонные изменения.
