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龙江船厂遗址的木圆盘和木轴
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历经数百年的风雨沧桑，原来规模庞大的南京龙江船厂如今已荡然无存，至21世纪初其遗址仅3条作塘（即船坞）被保留下来。2003年8月—2004年7月，经国家文物局批准，南京市博物馆考古队对龙江船厂遗址中的第六号船坞（即六作塘）进行了抢救性考古发掘清理。在作塘底部共清理出形式多样的造船建筑遗迹34处，出土了舵杆、铁锚、石臼及各类造船工具近2000件。考古发现，明代南京龙江船厂大致以中保村天妃宫为中轴，有大小东西走向、南北排列的长条形“作塘”十余条。每个作塘长300—450米，宽35—60米不等，塘与塘之间隔30—50米。这些排列有序的作塘，反映了当时龙江船厂的规模。
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南京龙江船厂六作塘遗址全景
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南京龙江船厂承造了郑和下西洋船队的各类船只，既有大、中型宝船，也有小型的海船，如二千料、一千五百料海船、八橹船之类。仅永乐二年至六年的四年间，就建造了海船98艘，修造海船249艘。“宝船”是龙江船厂为郑和下西洋船队生产的最主要船型，顾名思义，宝船是为“入海取宝”而建造的海船。大号宝船长44丈4尺，宽18丈；中号宝船长37丈，宽15丈。以明代每尺合0.317米折算，大号宝船长140.75米，宽57米；中号宝船长117.29米，宽47.55米。《明史·兵志》记载：“宝船高大如楼，底尖上阔，可容千人。”明万历年间文人罗懋登根据郑和下西洋故事创作了《三宝太监西洋记通俗演义》，书中，他生动描绘了宝船形象。宝船上建有“明三暗五厅堂，有明五暗七宫殿”，舱室有“头门、仪门、丹墀、滴水、官厅、穿堂、后堂、库司、侧屋，别有书房、公廨之类，都是雕梁画栋、象鼻挑檐”。挑檐上还安装了铜丝罗网，防止禽鸟粪便秽污，堪称豪华舒适，气派非凡，犹如一座漂浮的别墅。或许罗懋登笔下的宝船有些夸张，但宝船无论船体规模还是制造技术均达到了当时世界的先进水平。宝船又称为“龙船”，郑和下西洋过程中，西洋各国国王和许多使节有时也要随郑和船队来中国访问，船队以王侯之礼相待，他们乘坐的宝船，其建筑壮观，可与郑和所乘宝船相媲美。
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伴随龙江造船厂的发展，龙江镇“市廛辐辏，商贾萃止，竹木油麻蔽江而下，称沿江重镇”。永乐二年（1404），为满足下西洋所需的大量远洋船舶，龙江船厂进行了大规模的扩建。为修造大型海船，早在洪武年间，朱元璋就曾下令在朝阳门蒋山（今南京紫金山）南坡建立树木苗圃，种棕、桐、漆等树木“各数千万株”。经过数十年生长，到永乐年间，这些树木皆已成材，正好为制造下西洋船只所用。此外，上新河位于南京西南江东门外，隔夹江与江心洲相望，明朝曾在此建有“皇木场”，是南京著名的木材集散地，大量来自长江中上游的木材源源不断囤积于此，龙江等船厂所需的大量高质量木材均取自上新河皇木场。
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第一次下西洋时，郑和舰队就动用了各类船舶208艘，其中大、中型宝船63艘，战船100余艘，水船和粮船40余艘。这些船只大小和用途各不相同，除了部分在南京各造船厂修造外，其余多在福建、浙江等地制造。一些造船史专家认为，下西洋宝船应为福船或改进后的福船船型，郑和船队由福船、沙船、广船及它们的混合改进型船舶组成，福船是船队的主体。中国古代沿海船舶主要有四大类型：沙船型、福船型、广船型、鸟船型。其中，沙船是北方木帆船的代表，其特点是平底、方头方艄、多桅多帆、吃水浅，在逆风下仍能行驶，适航性强。福船是南方木帆船的代表，尖头、尖底、方尾，船首两侧有一对“船眼”，十分别致。性能是吃水深，稳定性好，操控性好，特有的双舵设计，在浅海和深海航行进退自如，适宜远洋深海航行。由于福船的结构综合了强度、稳定性、快速性、适航性和加工工艺等多方面性能要求，适宜装载大批量货物，所以船队主体是福船型船舶。广船因主要生产和使用于广东而得名，特点是头尖体长，上宽下窄，线型瘦尖底，梁拱小，甲板脊弧不高。船体的横向结构用紧密的肋骨跟隔舱板构成，纵向强度依靠龙骨和大维持。结构坚固，有较好的适航性能和续航能力。鸟船是浙江沿海一带流行的海船，特点是船首形似鸟嘴，故名。古代浙江人认为是鸟衔来稻谷种子，才造就了浙江的鱼米之乡，所以把船头造成鸟嘴状。由于鸟船船头眼上方刷有一条绿色，故它又得名“绿眉毛”。一些船舶史研究专家认为，在郑和远洋船队中也有一些鸟型船舶随行。
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郑和船队飞燕编队图
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船队的核心是宝船，载重量可达数千吨。宝船桅帆总体设计上采用纵帆型布局、硬帆式结构，所配置多桅帆，基本沿船纵向中线或稍偏交错排列竖立。帆篷由布制或竹篾编织，以坚实的斜桁向下张挂，帆篷面带撑条（又称帆竹），以固帆展平，提高风效。帆篷升降方便自如，便于适应海上风云突变、逆风行驶，调戗转脚灵活，能有效利用多面来风，还便于水手援帆竹为梯级，攀到桅顶作业或望斗。大型宝船有四层，12根桅杆，在船首、中段共有9根主桅杆，挂的是硬质帆，尾段有3根辅助桅杆，可挂12张大风帆。在一般情况下，只需9根主桅杆挂帆，即可利用风力行船，3根辅助桅杆，通常不挂帆。当放倒3根辅助桅杆时，宝船看起来更像9桅船了。
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郑和宝船模型图
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宝船舵杆长10余丈，舵为升降式，可根据需要调整舵叶入水深度，或将舵叶提升出水面。船在深水区航行，遇大浪或乱流时，将舵叶降到船底线以下，可使舵不受影响；在浅水区航行或停泊时则可将舵提升到高位，不致搁浅伤舵。在舷部和艉部，设有长橹，入水深，多人摆摇，推进效率很高，有利于无风或风小时推动船的航行。铁锚高近1丈，每只重达数千斤。宝船“体势巍然，巨无与敌，篷帆锚舵，非二三百人，莫能举动”。建造这种超大型船舶不仅显示了中国富强，装载更多的下西洋所需物资更是主要目的。
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从功能上看，下西洋船队中主要有以下几类船舶：第一类即上述的“宝船”，是船队中大型海船，主要为船队统帅及外国使节乘坐。第二类是“马船”，又名马快船，系大型快速水战与运输兼用船，主要任务是运载船员所携带的马匹以及下西洋所需的贸易物资。第三类是“粮船”，主要用来运载船队所需的粮食以及后勤供应物品，使船队在海上航行无补给匮乏之忧。第四类是“水船”，一种专门积贮、运载淡水的船只。水船的设立与制造，是郑和航海中的一项创造。为解决“海水卤咸，不可入口”的难题，船队有专门的水船，“于附近川泽及滨海港汊，汲取淡水。水船载运，积贮仓储，以备用度”。水船对保障船队全体人员正常饮用水、维系船队全体人员的生存，起到了关键性作用。第五类是“座船”，又称“战座船”，是较大型的战船，主要供船队官兵乘坐，一般有六桅。第六类是普通战船，一船有五桅，轻巧灵便，主要职责是为船队护航。
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由此可见，下西洋船队是一支以宝船为主体、配合其他各类功能船舶组成的一支规模庞大的远洋船队。为了使这支庞大船队安全航行，郑和根据实战和通讯联络的需要，对船队进行了合理编队。一方面为了便于指挥，另一方面是防止船舶漂散或者相互冲撞。据史籍记载，郑和船队海上航行时常根据需要分成大船队和分船队航行。
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大船队是以下西洋船队所有船舶集体编队，作为帅船的宝船作为中营处于船队中心，四周以座船护航。马船则分为六个小队，分列帅船前后左右以便调遣。粮船行驶在中营周围，保证粮草以及其他生活用品的供应，粮船前后也有战船护航。战船以五船为一哨，分前后左右哨，以战船为前哨出前营之前。罗懋登在《三宝太监西洋记》中大致勾画了郑和大船队编队队形：以4艘帅字号宝船为核心，成为中军帐；以32艘宝船为中军营，环绕中军帐航行，这样，既安全，又便于指挥、调度。在中军营外，有座船分前后左右四营环绕中军营航行。在船队的前后左右外围，由战船组成，呈雁字形、斜梯形或燕尾形，既便于战船海上作战，又便于战船保卫整个船队免受侵犯。在战船外围，配置有马船、粮船等后勤供应船舶，以确保它们的安全。这种船队编队优于单一队形，既方便指挥调度，又不使船队过长、过宽。船队四周有战船护卫，可确保船队安全，遇有战斗便于迅速展开。当船队遭到来自船队后面的攻击时，船队只须原地调头，即可迎敌，这是陆地阵法在海战中的灵活运用。
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分船队是将整个大船队分为若干分部，分别编队，由郑和及其副手或部下分别率领，它们可以分赴西洋各地，完成特定任务，灵活编队形式使得郑和船队能在同一时间内分赴多个地方活动。
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下西洋船队十分庞大，在茫茫的大海上，各船舶之间又是怎么联络、指挥呢？在没有今天的现代化无线通讯手段的明代，郑和船队主要通过交通船、音响信号、灯笼、旗帜等进行通讯联络。各船舶间近距离的通讯联系，白天以约定方式悬挂和挥舞各色旗带，组成相应的旗语，夜晚以灯笼联络。若遇能见度较差的雨雾天，则以铜锣、喇叭和螺号等进行通讯联系。另外，主船队与分船队间的远距离通讯联络施放信鸽，特殊情况下主船队与明朝廷间也通过信鸽进行通讯联络。
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船队中战船的武器装备主要有喷筒、鸟嘴铳、鸟铳火药、烟罐、灰罐、弩箭、药弩、弩药、大小铅弹、火箭、火砖、铁箭、火炮、钩镰、砍刀、过船钉枪、标枪、藤牌、火绳、铁蒺藜等。此外，还有一些新颖兵器，如《三宝太监西洋记通俗演义》中记载的“赛星飞”。“赛星飞”原来是一根像鞭子一样的东西，长约8尺，中间有8节，能收能放，可卷可舒，里面充满火药和铅弹子，随手一伸，其火自出，疾如流星。另外还有“水底雷”，这是近代水雷的雏型，人们预先将炸药装入牛脬，加以密封，安在木板上，根据敌船吃水深度，用石块坠入海底，派若干名夏德海（潜水员）送至敌船下面，通过羊肠将引线牵至自己船上，以中军船上炮声为号，点燃引信，炸毁海上敌船。
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远洋船队由200余艘船、数万人组成，为了保证庞大船队的船舶维护和给养补充等，郑和依据地理位置、季风气候规律和人才资源等因素，从船队集结编队、物资补给、等候风汛、船员休整等实际需要出发，经过实地勘察，除以南京作为下西洋船队的大本营和始发地外，郑和在国内选定了南直隶太仓刘家港和福建长乐太平港作为远洋船队的国内母港。
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江南太仓刘家港，地处长江口与东海的交汇处，是江南太湖流域主要泄洪通道。唐宋以前，刘家港是一个居民不满百户的沿海小渔村。随着长江入海口的逐渐东移，这里独有的衔江接海的地理优势，使它自元朝开始成为长江口的天然良港，既是海运船舶开舡放洋的始发地，也是各国商人麇集的贸易港。刘家港从娄江口至太仓城南娄江沿岸修筑长堤30余里，沿堤帆樯林立，“名楼列市，番贾如归”，其中以日本、琉球、朝鲜、吕宋、婆罗（今文莱）和阿拉伯六国商人最多，故有“六国码头”之称。元末明初诗人桑琳《重过太仓》诗云：“百里娄江路，重来不计年。山横城郭外，水绕市门前。远近楸梧冢，高低禾黍田。马头通六国，曾泊岛夷船。”永乐二年（1404），户部侍郎夏原吉引吴淞江北入娄江，加大了刘家港来水，使其港阔水深，更适宜各类大型船舶的停泊。港湾船舶往来频繁，刘家港天妃庙的香火更加旺盛。
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刘家港水陆交通便捷，腹地自然资源丰富，农业和手工业发达，是典型的江南鱼米之乡。明初，刘家港娄江北岸南码头建有仓库91座，计库房919间，贮藏了江南苏州、松江、杭州、嘉兴、湖州等府交纳的粮食数百万石，时称“海运仓”，俗称“百万仓”。刘家港附近的苏州和松江两城分别是当时全国丝织业和棉纺织业的中心，设有官方织染局，江南丝织品和棉纺织品许多由刘家港运销全国各地。太仓的冶铁业、造船业等也很兴盛。洪武五年（1372），太仓小北门外建立了苏州府造船场，所造海船，大者可载重几千吨，载人千员以上。太仓城有东、西铁锚弄，是当年铸锚工场的所在，因为替郑和船队打制千斤大铁锚而得名。现今太仓人民公园内仍存留一口元代铁锅，口径178厘米，底径164厘米，高87厘米，由生铁浇铸而成，传说此锅曾为郑和船队浸煮竹蔑、缆绳之用。
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太仓文化底蕴深厚，是一个精英荟萃之地，拥有下西洋所需的各类人才。太仓还是明都南京的东方门户，扼长江之险，乃咽喉之地，在军事上具有重要的战略意义。洪武元年（1368），明廷在此设立太仓卫，下辖士兵数千人。另外，太仓一带许多沿海居民有丰富的航海经验和海外地理知识，因此郑和船队的军卒、水手和各类专业技术人员中，有不少就来自太仓及其邻近地区，其中知名的有通事费信、吴衍，副千户周闻，百户刘兴，医官匡愚、陈以诚、陈常、郁震等。