Cùng với sự thống nhất giang sơn, triều Nguyễn đã quản lý Biển Đông suốt từ Bắc đến Nam. Do đó, các hoàng đế triều Nguyễn còn quan tâm đến các thủy binh nhất là hải đội Hoàng Sa và Bắc Hải.
Dưới thời vua Gia Long Hải đội Hoàng Sa đã nhiều lần tiến hành khảo sát quần đảo Hoàng Sa. Sách Đại Nam Thực Lục Chính Biên có chép …tháng 3 mùa xuân năm Gia Long thứ 15 – 1816, nhà vua tiếp tục sai thủy quân và đội Hoàng Sa đi thuyền ra biển để thăm dò đường biển...
Bản đồ biển Đông Việt Nam có hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa
Thực hiện ý chỉ của nhà vua, kế tiếp nhiều đoàn khảo sát đã tới xứ Hoàng Sa. Nội dung công việc của mỗi đoàn có khác nhau. Có đoàn đi thăm dò đo đạc đường biển, có đoàn làm nhiệm vụ vẽ bản đồ, có đoàn mang cọc gỗ ra cắm mốc ở quần đảo Hoàng Sa… Điều đó cho thấy triều đình nhà Nguyễn không chỉ quan tâm đến việc khai thác kinh tế mà điều quan trọng hơn là rất chú trọng đến vấn đề xác lập chủ quyền.
Châu bản ngày 12 tháng 2 năm Minh Mệnh thứ 17 – 1836, Xuất xứ từ Bộ Công có đề cập đến một trong những công việc đó.
Bộ Công phúc trình: Nay tiếp nhận công văn của Nội Các vâng mệnh giao cho Bộ thần(trong đó) có Châu phê:
Các thuyền được phái đi Hoàng Sa, mỗi thuyền mang 10 cọc gỗ (mỗi cọc dài 4 đến 5 thước, dầy 1 tấc) khắc sâu dòng chữ to: Minh Mệnh thập thất niên. Năm Bính Thân, các viên Cai đội thủy quân vâng mệnh đi Hoàng Sa khảo sát, đến đó thì cắm mốc đánh dấu. Hãy tuân mệnh.
Lần này, viên Chánh đội trưởng Thủy quân cử đến Hoàng Sa là Phạm Hữu Nhật, giờ Mão hôm trước đã đi thuyền từ cửa Thuận An đến tỉnh Quảng Ngãi. Bộ thần xin chuẩn bị gấp số cọc gỗ theo số lượng, gửi tư khẩn cho tỉnh Quảng Ngãi, chuyển ngay số cọc ấy cho viên này.
Vậy xin phúc trình.
Vấn đề thời tiết luôn hết sức quan trọng đối với mỗi chuyến đi Hoàng Sa, Trường Sa. Các Châu bản triều Nguyễn cũng đã đề cập đến thời tiết trong việc lên kế hoạch chuẩn bị giao cho các thủy quân ra quần đảo Hoàng Sa thực thi nhiệm vụ. Châu bản ngày 2 tháng 4 nhuận. Xuất xứ từ Bộ Công năm Minh Mệnh thứ 19 – 1838 có chép lại sự việc đó.
Bộ Công tâu:
Vâng mệnh chiếu xét khoản cử người đến Hoàng Sa, Bộ thần đã bàn xin đến hạ tuần tháng 3 ra khơi đến (Hoàng Sa để) đo vẽ khảo sát toàn bộ xứ đó, đến hạ tuần tháng 6 thì trở về. Vâng theo sự phê chuẩn của nhà vua, (Bộ thần) đã sao gửi cho hai tỉnh Bình Định, Quảng Ngãi thực hiện và tuyển chọn các Thị vệ, Khâm thiên giám thành cùng Thủy sư, binh thuyền phái đi trước. Nay tiếp nhận được tờ tư của tỉnh Quảng Ngãi trình bày cụ thể từng mục rằng binh thuyền ở kinh được phái đi, ngày 21 tháng 3 đã đến. 
Viên dẫn đường Phạm Văn Sênh ngày 9 tháng đó cũng đã đến. Theo sự trình bày chi tiết của Phái viên thì từ ngày 10 đến ngày 26 tháng 4, gió Đông liên tục thổi, không tiện cho việc ra khơi. Viên Cai tỉnh quan sát cũng thấy như vậy và khẩn thiết xin đợi gió Nam thổi thì thuận tiện cho việc đưa thuyền ra khơi ngay và tiếp tục báo về.
Bộ thần vâng mệnh chiếu xét: Việc đi khảo sát đo đạc ở Hoàng Sa đã có hạn định rõ ràng là hạ tuần tháng 3 thì xuất phát ra khơi, nhưng vì hướng gió và con nước chưa tiện, kéo dài(hạn định) đến hạ tuần tháng 4 mà vẫn chưa ra khơi được là quá hạn. (Bộ thần) căn cứ vào sự thực tấu trình đầy đủ.
Thần Lê Văn Côn vâng mệnh soạn thảo
Thần Hà Duy Phiên, thần Phạm Thế Trung vâng mệnh đọc duyệt.
Các chuyến đi của đội Hoàng Sa được tổ chức một cách rất chặt chẽ, mỗi công việc liên quan đều được trình tấu với nhà vua. Châu bản ngày 6 tháng 4 nhuận. Xuất xứ từ Bộ Công năm Minh Mệnh thứ 19 – 1838 cũng có nội dung về việc báo cáo các chiến thuyền của đội Hoàng Sa đã dời bến ra khảo sát tại quần đảo Hoàng Sa.
Bộ Công tâu:
Nay tiếp nhận tờ tư của Quảng Ngãi trình bày rằng vâng mệnh đi xem xét bốn chiếc thuyền đi Hoàng Sa. Giờ Mão ngày 3 tháng này (thuyền) đã nhổ neo ra khơi tại tấn Sa Kỳ. Tấn này hiện đã hộ tống thuyền qua biển ổn thỏa.
Vậy (bộ xin) tấu trình đầy đủ
Thần Hoàng Văn Sự vâng mệnh soạn thảo.
Thần Hà Duy Phiên, thần Phạm Thế Trung vâng mệnh đọc duyệt.
Từ nội dung các Châu bản, có thể thấy các vị vua triều Nguyễn đã tiếp tục nối chính sách của các Chúa Nguyễn đối với hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Đồng thời, triển khai toàn diện và hệ thống hơn các hoạt động quản lý đối với Hoàng Sa và Trường Sa, cụ thể là thiết lập đơn vị hành chính trên đảo, tiến hành khảo sát đo đạc, cắm mốc chủ quyền, vẽ bản đồ, cứu hộ, cứu nạn, đảm bảo an toàn hàng hải.
Sau mỗi lần các thủy quân hoàn thành chuyến ra Hoàng Sa, Trường Sa trở về, thì kết quả công việc trong chuyến đi và những sản vật, đồ vật đã khai thác được trong chuyến đi đều được báo cáo chi tiết lên triều đình.
Châu bản ngày 21 tháng 6. Xuất xứ tại Bộ Công năm Minh Mệnh thứ 19 - 1938 đã đề cập chi tiết công tác khảo sát đo vẽ bản đồ ở Hoàng Sa, Trường Sa và các đồ vật, sản vật đã thu được.         
Triều đình nhà Nguyễn đã ý thức rất rõ cương vực của đất nước trên biển là quần đảo Hoàng Sa, Trường Sa và việc thay đổi thời gian mỗi chuyến đi của các đội binh Hoàng Sa đều phải được phê chuẩn bởi Hoàng đế triều Nguyễn. Điều này đã thể hiện rõ trong Châu bản ngày 28 tháng 12. Xuất xứ từ Bộ Công năm Thiệu Trị thứ 7 – 1847. Châu bản viết:
Bộ Công tâu:
Chiểu theo lệ, xứ Hoàng Sa là bờ cõi trên biển của nước ta, hàng năm có phái binh thuyền đến thăm dò để thuộc lộ trình trên biển. Ngày tháng 6 năm Thiệu Trị thứ 5 – 1845, vâng theo lời huấn thị: năm Thiệu Trị thứ 6 - 1846, hoãn việc phái binh thuyền (đi khảo sát), đến năm sau phúc trình lại hãy tuân mệnh.
Ngày tháng giêng năm nay, bộ thần đã phúc trình đầy đủ, được Châu phê: Đình (dừng lại)
Đầu xuân, đã đến kỳ đi khảo sát. Điều cần thiết là phải chuẩn bị đầy đủ trước. Nhưng xét thời gian này việc công quá bận rộn, xin dừng việc đi khảo sát đầu xuân năm nay, đợi năm sau phúc trình lại. Vậy xin tấu trình đợi chỉ, (để) chiểu theo thi hành. Vậy xin tấu trình.
Thần Nguyễn Hữu Độ phụng mệnh khảo
Thần Nguyễn Trực phụng mệnh soạn thảo
Thần Nguyễn Văn Điển, Thần Trương Quốc Dụng, Thần Nguyễn Đình Hưng phụng mệnh duyệt.
Phương Lâm (tổng hợp)