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19世纪初，铁甲舰正处于试验阶段。第一艘正式的铁甲舰是1860年下水的皇家海军“勇士”号。19世纪的最后25年，世界海军大国都逐渐用钢铁制造的蒸汽军舰取代了木制帆船。
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螺旋桨蒸汽轮船
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螺旋桨蒸汽动力船舶是20世纪初航海技术的又一次新变革，图为1845年英国明轮汽船“阿莱克托”号与螺旋桨汽船“响尾蛇”号的竞赛。螺旋桨具有航速快、效率高的优点，“响尾蛇”号能够逆着“阿莱克托”号的引擎和划桨方向，拖着它走。
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港口
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最早的海运不需要什么特别的陆地设施，但是当古代各个文明开始经常性地进行贸易后，它们建设了港口，以便船只停泊。人们在印度发现了最早的人工建造码头的证据。在孟买湾的拉合尔，考古学家发现了公元前第三个千年用泥砖砌成的矩形水池和码头。在印度杜瓦卡尔（Dvaraka）的水下考古遗址中，发现了公元前15世纪的港口遗存。在差不多同一时期的埃及，还有关于造船厂的文字证据。到公元前第一个千年末期，古代地中海和印度洋地区的大型沿海城市很可能都建造了码头和船坞。在较短时间里，拥有装卸器具、货栈、办公场所的建筑和设施在世界很多港口都出现了。虽然海运的改进使得港口技术的规模和实质发生了合理的变化，但是诸如码头和货栈等基本特征在几世纪里没有发生根本改变。前工业社会港口与现代社会港口的最大差异或许是规模。现代油轮和集装箱货轮经常停泊在面积相当于一个小城镇的港口。有一点必须强调，那就是在前工业时代，大多数海岸贸易港口与它们繁荣的农业和商业腹地之间是相互依赖的。马赛港就把法国的乡村和城镇与地中海联系起来。亚历山大港不仅为尼罗河谷地服务，而且也为近东各国服务，后者通过古代横穿沙漠的商队路线与各地建立了联系。拥有罗索尔和布罗奇作为港口的孟买湾为古吉拉特地区、印度河流域、北印度的粮食和棉花产区提供了良好的出海口。如果向北部内陆延伸，那么人们就可以进入中亚的主要商道。长江口一直是中国中部地区大量财物的主要进出口通道。为了贸易或者海战需要而控制港口具有巨大的战略意义。许多战争的爆发常常是为了争夺港口的出入权。
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对港口产生重大影响的另一种现代化发展是货物和商品入港和出港方式的变化。公元前第一个千年，地中海沿岸地区、印度和中国都出现了连接主要港口与内陆中心的运河。但是，铁路与公路是工业时代的典型特征。它们的发展意味着人口和产业能够布局在远离服务于它们的海港。世界各地许多主要的贸易港口因此走向衰落，经常与提供贸易需求的船员进行交往联系的人口比例也下降了，即使曾经极度依赖航海业的英国也不例外。
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发现海路
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真正的航海技术包括在看不见陆地时能使船只从一个地方航行到另一个地方。在两个相互能看见的地方之间航行比较容易，但是当看不见地平线时，水手就必须用其他方法来确定航向。在不依赖航海图和仪器的情况下，最简单的方法就是“航位推测法”。简而言之，它是对一艘船只出发后的航行距离和方位的持续估算。即使一位船长对自己的船舶了如指掌，他也无法控制由于海况、洋流和风向而引起的航速和航向变化。利用“航位推测法”能比较可靠地在远海航行几百英里[2]，虽然累积的误差很可能导致在长途航行中无法到达目的地。关于目的地的位置和航线上的海洋特性，水手了解得越多越好。
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在古代和中世纪早期，没有精确的地图或航海图，在大海里精确推算距离也是不可能的，所以水手主要依靠个人经验和对船只的航行能力、风向、潮汐、洋流、近海水域的深度，在特定水域发现的鱼类、鸟类、海洋动物及对各个海岸的特征的了解。如果有必要，他们还会利用其他水手积累的知识和经验。这种对各地的方位，以及如何到达目的地的了解，可以从对冰岛位置的描述中得到证明，它来自冰岛的《殖民地之书》，该书成于12世纪。
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“智者报告说，从挪威的斯塔德（Stad）向西航行7天到达冰岛的霍恩，从斯奈山半岛（冰岛西部）向西航行4天就到达格陵兰，海洋在这里最狭窄。据说如果有人从卑尔根沿着正西方向航行，到达格陵兰的送别角，那么他再航行半天就可到达冰岛南部。从冰岛南部的雷克雅内斯向南航行5天就可到达冰岛的斯莱恩角，从冰岛北部的朗加内斯向北航行4天就可到达北冰洋的斯瓦尔巴群岛。”[3]
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这段摘录自冗长的关于冰岛早期历史和移民记录的文字生动地说明了航海图和仪器出现前的实际航海情况。航程是以一天航行的大致距离为基础来推算的。这并非意味着所有船只在相同时间里航行的距离相等。它应该被理解为非常粗略的估算，以一艘快速帆船在晴天而且顺风风力很大的情况下，能够（乐观地估计）航行的距离为前提。这里给出的数字相对合理地反映了真实距离，因为冰岛距挪威西海岸大致相当于它距格陵兰东海岸距离的两倍。实际上，很少有船只航速能如此快。到达冰岛和斯瓦尔巴群岛（又译斯皮兹比尔根岛）的时间是尤其乐观的估计，但是它们似乎考虑到了主要洋流和风向。在春天和夏天，从挪威出海向西航行肯定是有利的，但是夏末和秋天风向西吹的时候最为有利。那些作为标志的地方大多数是海岬。斯奈山半岛和雷克雅内斯就是冰岛西南海岸的两个小半岛。现代冰岛的首都雷克雅未克就位于两个半岛之间的法赫萨湾旁边。斯莱恩角曾经叫玛莉特半岛，位于梅奥的西海岸。即使是地势非常低洼的海岬，从海上10英里左右的地方也能被看见。对新手而言，区分海岸线上的不同海岬的确有困难，但是老练的水手能轻易发现它们之间的细微差异。经验丰富的水手记住了大量不同海岸的特征，这使得他们能够分辨何时到达某个特殊地点。他们还可以通过取自船底的岩石、沙子或稀泥来了解海底情况。探测水深也会很有帮助，不仅在决定继续安全航行的可能性方面，而且在推算一艘船只的位置方面。在水深变化大、地质条件复杂的海域，这些检验航行条件和方位的方法显然更有用处。地中海的水手比那些在北海和大西洋航行的水手更少使用这些方法。
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波多兰航海图
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水手们使用“航位推测法”并不能准确判断航行路线，相反如果算错一个航位，下一个航位也会不正确，由此累积的误差经常导致航行无法到达目的地。航海图虽然能够帮助水手增加对海洋空间的地理掌控，但是保障安全航行的话，还得依靠水手们丰富的航海经验。
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当地气象知识的重要性可用著名的季风例子加以阐释。东西向交替的季风对航海之所以重要，就是因为它们能使非常坚固的船只快速而直接地穿越印度洋。它们还促进了东非、阿拉伯半岛、印度、东南亚群岛沿海地区的航海事业。季风自6月到9月从西南吹向东北，11月到4月从东北吹向西南。季风的名称起源于阿拉伯语“mausim”，意思是“风的季节”。这些风促进了远距离季节性航海的发展。季风模式的发现是印度洋地区航海的一个巨大进步。大约到公元前第一个千年中期，或公元前600年之前，人们就掌握了季风的规律，使得东非与印度、印度与东南亚之间通过横跨印度洋建立了更直接的贸易路线。季风还改善了近东与地中海和南亚之间的航海联系。每个地区都增加了对其他地区各民族及其产品和需求的了解。地中海的水手最终从有经验的印度洋水手那里学会了如何预测和利用季风。
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后来，欧洲水手取得了同样重要的发现。在15世纪后期和16世纪早期葡萄牙影响扩大的过程中，对西大西洋的风向和西非沿岸陆风知识的日益了解发挥了重要作用。瓦斯科·达·伽马在1497年到达好望角的航程中充分利用了盛行的季风。1611年，荷兰船长亨德里克·布劳沃发现了如何利用强劲的西风从好望角直接航行到苏门答腊与爪哇之间的巽他海峡。后来，在这些大西洋“咆哮的西风带”上的航行偶然会把船只吹向很远的地方，甚至吹到东方。1615年，澳大利亚西海岸就是这么被发现的。
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世界各地早期的水手都利用天象指导他们沿着正确的航道行驶。如果人们可以看到并且掌握它们的类型，那么恒星是可靠的航行指南。尽管历史学家在中世纪文献里发现的航海水平与水手的口头传说之间存在很大差距，但从古代起，大多数航海文化便已了解相对位置的季节、纬度变化和正午太阳的高度。天文导航在热带海域比较容易，因为恒星更容易被观察到，这些地区的恒星方位相对稳定。在更北面的一些地区，除了北极星之外，其他恒星的方位似乎都在穿过天际时发生了变化。15世纪，欧洲的水手开始使用星盘。这是一种比较精确的测量天空纬度的仪器，虽然它只能用于陆地或者非常平静的海面。
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最早利用磁北极作为航海方位仪的时间难以确定。维京人就知道天然磁石的特性，他们以此作为航行的辅助，但是西欧最早提及水手使用的指南针是12世纪后期的文献。
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水手的星盘，带有平衡环和计量刻度
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水手的星盘包括一个圆形环和仔细区分的刻度表，虽然这种仪器代表的导航进步并非海上扩张的必要前提，但是它们的确有助于为水手们开拓贸易网络带来更大信心。
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传统观点认为，意大利的阿马尔菲港的水手在地中海航行中最早使用指南针。像中国人一样，欧洲人发现，漂浮的指南针是非常有效的，他们在铜鞘里装备一根指针，以便它能在卡片上指出方位点。15世纪，在欧洲的航海领域，指南针导航变得更加普遍了。通过使用指南针、航海图和航行方向名单，意大利水手发展了一套在地中海及其附近地区精确定位的方法。阿拉伯航海家在13世纪使用航海指南针，也许是从欧洲人那里学的。印度洋的水手比欧洲水手更多地利用详细的天文知识。阿拉伯人称之为“阿尔卡马尔”的系统，用一根木棍和一根绳子测量某个天体的纬度，并利用同样的原理制作星盘。导航技术的一个重要发展，是计算船只航程的时间单位从“天”缩减为“小时”，最后精确到“分”甚至“秒”。玻璃制造行家威尼斯人制造出高质量的沙漏，13世纪时被广泛使用，但是沙漏计时太不精确。13世纪著名的加泰罗尼亚哲学家拉蒙·勒尔总结了一种按照“小熊星座卫星”的运动来确定时间的方法，这是围绕北极星运行的星座中的两颗恒星，但这种方法在应用中会产生很大误差，特别是在没有特殊仪器的情况下。即使17世纪机械钟变得普遍时，它们仍然缺少精确导航所需要的准确性。
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