Việt Nam có bờ biển dài 3260 km, nơi chất lượng nước biển đang bị ảnh hưởng bởi các hoạt động nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, đô thị hóa, công nghiệp và du lịch, làm dấy lên lo ngại về hệ sinh thái và kinh tế - xã hội ven biển. Vậy nên, việc quan trắc môi trường nước biển ven bờ là rất cần thiết. Nghiên cứu này khai thác khả năng của mô hình học máy vector hỗ trợ để trích xuất nhiệt độ bề mặt nước biển, tổng chất rắn lơ lửng, nhu cầu oxy hóa học và chất diệp lục-a từ ảnh vệ tinh Sentinel-2, được xử lý trong nền tảng đám mây Google Earth Engine. Mô hình máy vector hỗ trợ đã được đào tạo và kiểm định sử dụng dữ liệu trạm đo và từ Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ. Đánh giá độ chính xác mô hình cho thấy có sự tương quan cao giữa dữ liệu thực đo và dữ liệu mô hình hóa khi giá trị R2 trung bình lớn hơn 0,8. Bản đồ phân bố chất lượng nước cho thấy chất lượng nước kém hơn ở khu vực gần thành phố Rạch Giá và các cửa sông, và chất lượng nước tốt hơn ở ngoài khơi. Chúng tôi khuyến nghị sử dụng phương pháp nghiên cứu này và ảnh vệ tinh Sentinel-2 cho các nghiên cứu về chất lượng nước.