In den 1960er Jahren weckten die wiederholten Sichtungen im Loch Ness das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Während sensationelle Vermutungen, wie die eines im See lebenden Plesiosauriers, allgemein abgelehnt wurden, waren die Wissenschaftler bereit, in Betracht zu ziehen, dass in den großen Tiefen etwas Unentdecktes leben könnte.
Eine erste Expedition wurde 1960 von den Universitäten Oxford und Cambridge durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass es sich bei den Sichtungen der mehrhöckrigen Seeschlange, die seit den 1800er Jahren kontinuierlich zugenommen hatten, in Wirklichkeit um wogende Bootswellen handelte. Selbiges entsprach der Zunahme des Bootsverkehrs auf dem See nach der Eröffnung des Caledonian Canal im Jahr 1822.
1962 begann das Loch Ness Phenomenon Investigation Bureau mit der Oberflächenüberwachung des Sees und fand schnell heraus, dass ein Zusammenhang zwischen ruhigem Wetter und Nessie-Sichtungen bestand. Ferner deckten sie eine Reihe von Trugbildern auf, die entstanden waren. Nur die oberste Wasserschicht des Sees erwärmt und kühlt sich im Laufe der Jahreszeiten ab - das tiefere Wasser bleibt das komplette Jahr über auf einer konstanten Temperatur von etwa 5,5 °C, was den Loch Ness anfällig für Luftspiegelungen macht. Diese treten am häufigsten bei ruhigem Wetter auf und lassen Objekte größer erscheinen, als sie sind. Tatsächlich erwiesen sich viele Sichtungen von langhalsigen Ungeheuern als langhalsige Wasservögel. Andere wurden auf Fehlinterpretationen wie Windböen, Robben, im See schwimmenden Rehen, schwimmenden Baumstämmen und an der Kamera vorbeifliegenden Vögeln zurückgeführt. In jüngster Zeit wurde diese Liste um Schwimmer erweitert. Trotz dieser Fortschritte gingen die Sichtungen unvermindert weiter - ein zunehmender Beweis dafür, dass im Loch Ness etwas Ungewöhnliches lebt.
Im Jahr 1981 baute das Loch Ness Project unter der Leitung des Naturforschers und Loch Ness-Experten Adrian Shine ein eigenes Sonar-Suchschiff. Damit wurden systematische, kontinuierliche Patrouillen entlang des Sees durchgeführt, die zu vierzig Sonarkontakten führten. Während einige davon erklärt werden konnten - z. B. durch Methangasblasen, die von der verrottenden Vegetation freigesetzt wurden, oder durch Robben, die über den River Ness in den See gelangt waren, blieben andere unergründlich.
Das Team des Loch Ness Project startete 1987 die Operation Deepscan. Im Zuge dessen bewegte sich eine Flotte von 20 Booten, die mit Sonar ausgestattet waren, langsam in einer Linie entlang des Loch Ness. Auch hier wurden starke Sonarechos gemeldet - und nicht alle konnten endgültig erklärt werden.
Ein natürlich vorkommendes Phänomen innerhalb des Sees, das mehrfach aufgezeichnet wurde, waren riesige Unterwasserwellen, so genannte interne Seiches. Diese werden durch Oberflächenwinde ausgelöst, die die wärmere, obere Wasserschicht des Sees aus ihrer Position drängen. Wenn das wärmere Wasser zurückweicht, entstehen Wellen auf der dichteren, kälteren Wasserschicht darunter.
Diese internen Seiches sind im Loch Ness häufig anzutreffen. Es wurde beobachtet, dass sich schwimmende Objekte, wie z. B. Baumstämme, in die dem vorherrschenden Wind entgegengesetzte Richtung durch das Wasser bewegen.
Die jüngste, groß angelegte Studie über den See und seine möglichen Bewohner wurde 2018 von der University of the Highlands and Islands und der University of Otago in Neuseeland inszeniert. Hierbei sammelten die Forscher Wasserproben aus verschiedenen Teilen des Loch Ness und untersuchten diese auf Umwelt-DNA - für diejenigen unter uns, die keine Wissenschaftler sind, bedeutet das DNA, die aus der Umgebung eines Organismus und nicht aus dem Organismus selbst stammt. Ziel der Studie war es, alle Lebewesen im Loch Ness zu identifizieren. Es wurden zwar keine Beweise für einen prähistorischen Plesiosaurier oder ein anderes großes Tier gefunden, dafür aber eine Menge Aal-DNA. Könnte das Ungeheuer von Loch Ness also vielleicht ein Monsteraal sein?
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