最早研究這種裝置的達芬奇是歐洲文藝復興時期(1300 ~ 1500)最傑出的人物之壹。他設計的水下裝置是壹種可以抵抗水壓的頭盔。頭盔上裝有可以伸出海面與浮標連接的呼吸管，並戴上玻璃潛水鏡，在金屬頭盔上釘上許多大釘子，以避免海中動物的入侵。
列奧納多還設計了蹼手套和青蛙鞋，但他並沒有實際測試他發明的儀器，否則他會發現許多意想不到的缺點。佩戴達芬奇呼吸管的潛水員如果下潛不到5英尺就會窒息而死，因為在那個深度，胸部受到的壓力使肺部無法擴張到足以吸收空氣。
100多年後，埃德蒙·哈裏發明了在鐘內輸送壓縮空氣的方法。他發現，如果潛水員呼吸的空氣與周圍的水壓相等，他的胸部不會受到水壓的影響，可以正常呼吸。哈利把這個觀點作為制作潛水鐘的原則。潛水鐘是鋼制的，但是沒有底，可以容納1或者2名潛水員。當潛水鐘深入海底時，水的重量會壓縮鐘內的空氣，潛水員可以暫時吸入壹些鐘內的空氣。
但這種潛水鐘也有缺陷:如果鐘的高度是10英尺，深度是627英尺，鐘內的空氣只有15厘米，潛水員無法在裏面自由活動。為了解決空間問題，哈利再次發現，如果能從海面不斷輸送與水同壓力的空氣，內部水面就不會上升。他在潛水鐘上安裝了兩條軟管。由於水的壓力，空氣通過管道進入鐘形罩。潛水員可以通過打開螺栓蓋獲得所需的空氣。
哈利通過自己的親身實驗，不斷改變淺水鐘裏不盡人意的地方，比如鐘裏的椅子，阻礙了潛水員的視野。於是哈利試圖讓潛水員呼吸戴在頭上的獨立鐘昀呈裏的空氣，於是發明了潛水服。
當人的肺部受到強大的水壓時，就無法呼吸普通的空氣。因此，早期潛水服的設計者關註的是如何在危險壓力下保護潛水員。他們開始研究制作類似鐵甲的潛水服。
1829年，奧古斯都·希普發明了潛水服，這是現代連帽潛水服的雛形。1837完成了壹套完整制造的潛水服，是壹套橡膠不透水的潛水服，頭盔可以自由取下。頭盔配有進氣口和出氣口，助手用甲板上的泵供應壓縮空氣。多虧了希普的發明，潛水員可以下潛到300英尺的深度。第壹個用希普的裝置探索海底的科學家是法國動物學家亨利·米倫·愛德華。1844年，他潛入西西裏島海岸，收集棲息在地中海的生物標本。亨利多次從事這項工作。雖然潛水服的發明極大地方便了科學家對海洋的研究，但由於早期潛水服的種種不盡人意的地方，很少有科學家在潛水探索中模仿他。
到了公元1865年，法國采礦技師布諾瓦·魯克洛和壹名海軍士官奧徹斯特·鄧納斯設計了壹種能讓潛水員自由移動的裝置。他們在潛水員背上安裝了壹個裝滿壓縮空氣的金屬罐子，上面安裝了兩個調節閥，壹個是送出空氣，壹個是排出潛水員呼出的空氣。