全球海洋观测系统(GOOS)由以下4个国际机构发起并组织实施：政府间海洋学委员会(IOC)、世界气象组织、国际科学联合会理事会和联合国环境规划署。GOOS项目办公室设在巴黎IOC总部。
1 GOOS的任务与实施步骤
1.1 GOOS的任务
①获得与分发有关海洋环境现状与未来状态的可靠评估和预报资料，以便有效、安全和持续利用海洋环境；②为气候变化预报做出贡献，以便使广大用户获益；③为海洋科学各学科的研究、开发和培训指明方向。
完成这些任务的基础是要具备长期的多学科海洋监测资料。GOOS不仅只注重于观测，更注重于开发和提供资料产品与服务。
1.2 GOOS的实施步骤
①规划阶段，包括设计和技术定义；②作业示范阶段，即实施试验项目；③使现有的与新安排的观测活动与项目进行合作；④永久性和进行中项目的逐步实施；⑤不断评估与改进。
2 GOOS的组成模块
考虑到特殊终端用户的利益，在发起规划阶段，即科技设计阶段，就将GOOS分成了以下5个模块。
2.1 气候模块
该模块是全球气候观测系统中的海洋部分。其目的是监测、描述和认识决定大洋环流的物理和生物地球化学过程及其对碳循环的影响、以及大洋对数十年时间尺度气候变化的影响，并提供预报气候变化所需的观测资料。
2.2 海洋健康模块(HOTO)
该模块主要与海洋污染有关。其主要目的是提供有关海洋环境恶化特征与范围、人类健康、海洋资源、自然变化和海洋健康方面的信息。采用公认的标准和方法，在区域性和全球尺度上完成资料收集、生物监测和生物影响评估。其重点是：开发一套可靠的、较易应用的环境健康生物指标种；在沿岸区监测相对于生物种群反应的污染负荷浓度与趋势；开发评估沿岸区污染物负荷同化容量的方法；存取区域级和国家级关于污染程度和种群反应方面的有效资料，以提供给基线研究并支持监测工作。该模块目前正集中力量通过开发试验项目来完成区域性研究。
2.3 洋生物资源(LMR)模块
该模块主要涉及到食物链、有害藻华及其与海洋生态系的关系等问题。
海洋环境的变化可以影响到海洋生物资源的组成和生物习性，这种变化又可通过食用海洋生物直接影响到人类，还可影响环境。该模块的目的就是要开发一种系统以便监测用于描述海洋生态学及其变化所需的各种生物、化学和物理参数，并对这类变化进行预报。这些资料将用作观测系统设计和实施的基础。
2.4 沿岸模块
对许多沿海国家来说，该模块具有最重要的意义，因为它与海岸带的管理、环境保护、港口与航运、工程、油气开发、旅游和娱乐等关系极为密切。但各国在沿岸海域所从事的各项活动，很少或几乎没有得到过国际上的援助。GOOS将设计成合作计划，可使沿海国家获得下列好处：①提供统一的观测框架。因各国都是按不同标准进行观测，缺乏整体概念和总体设计。GOOS将使各国统一观测标准，协调作业，并相互支持，从而提高资料的利用价值；②更好地认识当地环境。GOOS成员的各邻国可分享沿岸调查资料、研究模式、预报结果等，从而改进以前对本国沿岸水域的不完整认识；③使全球性预报结果应用于当地。沿海国家向GOOS提供资料，又从GOOS获得单靠自己力量所无法获得的大量资料；④根据全球统一的方法来改进沿岸问题和过程的观测与管理；⑤沿海国家通过利用全球性的方法与结构，可采用经济实惠、现成的技术与方法及最成功的经验。
2.5 服务模块
该模块的目的是确定GOOS改进提供产品与服务的手段，提高终端用户所用产品与服务的数量与价值。现在已完成的工作有：①考察了海洋气象学和海洋学服务；②总结了用户对这类服务的信息和资料管理的需求；⑧评估了现有服务中的不足之处；④绘制了现有服务的发展趋势图；⑤对服务方法、标准、资料分析、通讯和传输、模拟和预报、产品开发和产品分发提出了改进措施。在该模块中，提出了对发展中国家的培训计划，以帮助他们建立业务服务和产品利用手段。
以上各模块既强调了规划中最先进部分的实施，也强调了对区域性小型GOOS的设计。但这些模块并不是逐个地加以实施，这只是促进规划实施的手段，不是实施综合性GOOS的框架。
3 资料管理和全球核心系统
资料和信息管理是GOOS的核心部分，其管理计划的拟定将予以最优先考虑。将根据全球气候观测系统的资料管理计划、国际海洋资料交换系统和全球联合海洋服务系统目前合作情况进行模拟。上述系统的现有资料管理系统将作为开发GOOS资料管理系统的基础。其中的重点问题是数据流如何流向服务和转化成产品。用户将参与服务和产品的设计。资料管理系统是以各资料处理中心的计算机网络为基础，并包括资料管理服务。
全球核心系统是GOOS操作的基本系统之一。为了支持海一气气候耦合模拟和其它GOOS活动，该系统将设计成综合资料系统，既包括具有全球数值模式的观测系统(遥感与现场观测)，又有能传送全球大洋现场实时细节描述的系统。这些资料产品可用于确定沿岸与区域预报的边界条件，扩大预报范围，并通过全球海洋资料伺化试验系统进行数据同化。
