槳帆戰船過渡到風帆戰船以後。直到19世紀初，風帆戰船逐步開始向蒸汽艦船過渡。1815年美國建成第一艘明輪蒸汽艦（浮動炮台）“德莫洛戈斯”號，排水量2475噸，航速不到6節，裝有30磅炮32門，後改稱“富爾頓”號。1836年，螺旋槳推進器出現後，蒸汽機逐步成為戰艦的主動力裝置，但初期的蒸汽艦仍裝有桅帆做輔助動力。與風帆戰船相比，不受風速、風向和潮流等條件的限製，其航速提高數節至十幾節。
與此同時，艦炮也隨著蒸汽艦的發展日趨完善，從19世紀30年代起，艦炮口徑不斷加大，爆炸彈取代實心彈；19世紀中葉後，後裝線膛炮逐步取代前裝滑膛炮；旋轉炮塔炮逐步取代舷炮。隨著艦炮破壞力的提高，迫使大型艦艇裝設舷部和甲板的裝甲防護帶，19世紀50年代及以後，開始出現裝甲艦和裝甲巡洋艦，並逐漸成為艦隊的主力。19世紀下半葉，鋼鐵逐步成為主要造船材料，使船體結構更加堅固耐用。排水量增至萬噸以上。同時，水雷和魚雷陸續裝備艦艇。1877年，英國研製出魚雷艇。1892年，俄國研製成布雷艦。接著各國陸續建造魚雷艇和布雷艦並用於海戰。水雷和魚雷一方麵使海軍的戰鬥力大大增強，但同時也給軍艦帶來新的威脅，迫使大型軍艦設置水下防雷結構。1893年，英國建成專門對付魚雷艇的驅逐艦。20世紀初，出現具備一定作戰能力的潛艇。俄國開始建造世界上第一批掃雷艦艇。
19世紀60年代，中國清朝政府開始購買和設廠建造近代艦艇。1889年建成“平遠”號巡洋艦，排水量2100噸，航速14節，裝備艦炮12門。1902年建成“建威”號魚雷快船（即驅逐艦），排水量850噸。航速23節，裝備艦炮9門和魚雷發射管數具。
艦艇於19世紀末、20世紀初開始采用蒸汽輪機動力裝置；以後又出現柴油機動力裝置，大大提高了艦艇的航行速度。1906年，英國建成“無畏”號戰列艦，這是當時火力最強大的戰艦，航速達21節。日俄戰爭後，出現了近代護衛艦和水上飛機母艦。第一次世界大戰中，潛艇發揮了重大作用，出現了航空母艦、反潛艦艇、水麵艦艇普遍加強反潛武器。戰後，戰列艦、巡洋艦、驅逐艦、護衛艦、潛艇、航空母艦和其他小型艦艇在各國開始成批建造，勤務艦船也得到相應的發展。由於航空兵的發展，還出現裝備大量高射炮的防空巡洋艦。第二次世界大戰中，海戰從水麵、水下擴展到空中。並進行多次大規模登陸作戰。航空母艦和潛艇發揮了重要作用。並成為海軍的重要突擊兵力，得到迅速發展。參戰各國還建造大批登陸作戰艦艇、反水雷艦艇、反潛艦艇，勤務艦船的種類和數量也大幅度增加。水麵艦艇還普遍加強防空和反潛武器。各種艦艇都普遍裝備雷達、聲納等探測設備，艦載機、艦炮、魚雷、水雷、無線電等武器裝備和蒸汽輪機、柴油機等動力裝置的性能得到明顯提高，造船材料和工藝也得到相應的發展，大型軍艦的排水量增至7萬噸。由於戰列艦逐步失去其主導作用，第二次世界大戰以後就不再新造。