東京大学名誉教授。理学博士。天文学者。
東京大学理学部天文学科卒業。専門は理論天体物理学。師は萩原雄祐。1952年から東京大学付属東京天文台助教授、1963年より東京大学理学部教授。退官後、近畿大学理学部教授。
量子力学を天文学に取り入れた研究では先駆的存在。多くの理論天文学者を育成したことで知られ、門下生は「海野スクール」と呼ばれ日本の理論天文学に大きな業績を残している。
退官後、環境問題および教育問題を同源のものとして先事館先事研究所を設立。有識メンバーと連携し教育改革に関する提言活動を行っている。ＮＰＯ法人東京自由大学学長（代表は哲学者の鎌田東二）。

著書に『天文・地文・人文』（東京書籍）、『星と銀河の世界』『されど天文は変わらず・上諏訪日誌』他、高等学校教科書監修『地学I・II・III』（東京書籍）