宋元時期，中國古代航海臻於極盛。羅盤和水密倉開始應用於航海，這就大大提高了航海的物質技術能力，使得中國帆船可以長年在海上航行，那時的航線已經可以橫跨印度洋遠抵東非延岸。元代繼承了唐宋繁榮的航海事業，幾次西征和橫跨亞歐大帝國的建立，通道障礙盡除，東西交通大開，無論陸路海路，都呈現前所未有的繁榮景象。元代航海家汪大淵在《島夷誌略》後序中也說：“皇元混一，聲教無遠弗屆，區宇之廣，曠古所未聞。海外島夷，無慮數千國，莫不執玉貢琛，以修民職，梯山航海以通互市；中國之往複商販於殊庭異域之中者，如東西州焉。”
忽必列時代，元朝海軍900餘艘海船遠征日本，但卻遭台風襲擊導致全軍覆滅。當時的泉州港是東方第一大港，形成連通亞非各國的海上絲綢之路。同時期的西方，馬可波羅的遊記中中國的描述已經讓無數歐洲人為之心動，紛紛欲往中國尋找黃金；而奧斯曼土耳其封鎖了連通東西方的陸上通道，唯一可能的探索路線就是海路，於是西方的航海世紀在慢慢揭開序幕。
元成宗元貞二年，周達觀一行“自溫州開洋”，經占城（今越南中部），入湄公河並溯河而上，渡洞裏薩湖（“淡洋”），再陸行抵真臘首都吳哥。周達觀在真臘住了一年，次年歸國。回國後據親身見聞，寫成了《真臘風土記》，這為柬埔寨史、中柬關係史和中國航海史留下了極其寶貴的材料。《真臘風土記》中關於航程的記載，不僅有具體的時間和地點，還詳細描繪了湄公河出海處河道情況及兩岸的景色。
在公元1329～1345年，汪大淵從泉州港附乘商船遠航，“足跡幾半天下”。回國後據“身所遊覽，耳目所聞見”，寫下了包括99個國家和地區在內的《島夷誌略》。這些國家和地區，東起摩鹿加，兩至非洲，反映了元代中國海外交通的廣大規模。
1292年，元朝遠征爪哇。12月滿載2萬士卒、一年糧食和4萬錠鈔的1000艘海船從泉州港啟航，渡海南航抵達爪哇，次年兵敗歸國，亦在泉州登岸。從另一側麵看，這也反映了元代航海的發達。