Колебания уровня океана в далеком прошлом геологи фиксируют по смене морских отложений континентальными, и наоборот. Но такая смена отложений, свидетельствующая о наступании (трансгрессии) или отступании (регрессии) моря может быть вызвана двумя различными причинами:

1) опусканием или поднятием относительно локального участка суши (такие движения геологи именуют эпейрогеническими — создающими континент);

2) повышением или понижением уровня Мирового океана (такие колебания уровня океана называются эвстатическими). В случае эпейрогенических движений речь идет о кажущихся колебаниях моря, а в случае эвстазии происходят истинные изменения высоты уровня океана.

Очень крупное относительно недавнее поднятие уровня Мирового океана произошло в конце четвертичного периода (15 тыс. лет назад), когда уровень океана повысился на 100—130 м. Оно было вызвано таянием материковых ледников, покрывавших в период оледенения мощным (до километра и более) панцирем всю северную часть Евразии и Северной Америки. В четвертичном периоде имело место несколько (не менее четырех) колебаний уровня океана — подъема и опускания. Каждый подъем уровня океана (трансгрессия) был связан с межледниковым периодом, а опускание (регрессия) — с ледниковой эпохой.

Следы понижений уровня океана в далеком и недалеком геологическом прошлом очевидны. Однако имеются свидетельства того, что современный уровень океана не самый высокий. В ряде мест, например на побережье Юго-Восточной Азии, обнаружены ракушечники и абразионные ниши на высоте до 10 м над уровнем современного океана. Правда, эти факты можно объяснить и локальными поднятиями суши при неподвижном уровне океана.