Вторият период се характеризира с началото на изучаването на физическите свойства на водата и правеждане на първите дълбоководни изследвания. През 1749 г. били проведени от Хенри ЕлисънЕлис рървите измервания на температурата на водата на различни дълбочини. Те били повторени от [[Джеймс Кук]] (1772), [[Орас дьо Сосюр]] (1780), [[Иван Крузенщерн]] (1803 и др.). Германският физик на руска служба [[Хайнрих Ленц]] първи използва използва ботометър (прибор за вземане на проби от вода на различни дълбочини) и провежда първите наблюдения на плътността на водата на различни дълбочини. Събраният от изследователите от различни страни през този период материал позволява да се състави карта на течението [[Гълфстрийм]] ([[Бенджамин Франклин]], 1770), карта на дълбочините в северната част на океана ([[Метю Фонтейн Мори]], 1854), карта на ветровете и теченията ([[Метю Фонтейн Мори]], 1849 – 60) и множество други изследвания.
=== Трети период: От 1872 г. до сега ===
През трития период започват да се провеждат комплексни океанографски изследвания на океана със специално оборудвани експедиционни кораби. Английската експедиция на кораба „Челинджър“ (1872 – 76) провела физични, химични и биоложки наблюдения, в резултат на които бил събран обширен материал, издаден от Дж. МаремМъри в 50 тома. След нея последвали експедициити на корабите „Газела“ (1874 – 76), „Витяз“ (1886 – 89), „Валдивия“ (1898 – 99), „Гаус“ (1901 – 03) и др. Най-крупни дейности били проведени на корабите „Метеор“ (1925 – 38), „Дискавъри ІІ“ (от 1931 до края на 1970), „Атлантис“ (от 1933) и др. Голямо значение за изучаването на Атлантическия океан имат обединените океанографски изследвания проведени в периода на Международната геофизическа година (МГГ, 1957 – 58). Работите по програмата на МГГ дали началото на широки международни контакти в изучаването на океана по програми в началото като международно геофизическо сътрудничество, а след това (от 1960) като Междуправителствена океанографска комисия. През 1963 – 64 е проведена крупна експедиция по изследване на екваториалните и тропични зони на океана – програма „Еквалант“.
