在海上航行时，由于没有参照物提供参考，对距离、速度、位置的测量是比较困难的。在经纬度被应用于航海之前，航行一般是靠星图、罗盘定位；到1500年左右，航海仪器被发明出来，经纬度开始被加入到海图中。

1617年，荷兰科学家斯内尔（Snell）以24630罗马英里（24024英里）评估了地球的周长。之后，英国数学家埃德蒙·冈特（Edmund Gunter）改进了导航工具，并建议将经纬度作为测量距离的基础单位。

海里的计算其实就是对地球周长的“切分”

这样以来，将地球的周长除以360，就得到了每度的距离，再除以60也就得到了每分的距离，也就是海里。由于地球的形状并不是一个完美的球体，1分的纬度距离也并不恒定，因此关于海里的计算各国都有不同的标准，但也相差不大。1929年在摩纳哥举行的国际水文地理学会议（International Extraordinary Hydrographic Conference），将1海里为了1.852千米，以便于统一计算。

如今的导航设备虽已十分先进和发达，但由于海里已成为一种习惯性用法，因此也就被保留了下来。此外，在航海定位的重要设备六分仪上，其单位也是用分来记录的，按照海里进行计算也更为方便实用。

海里是跟地球经线相对应的，经线一分就是一海里。人类知道地球是圆的后就开始应用经纬线导航，后来航海六分仪被发明出来，更方便了在茫茫大海上导航，为了计量方便，就把经线一分作为一海里来计算。