近代海軍首先產生於西方，而近代海軍的變革則是在工業革命的推動下產生並完成的。這一變革主要表現在三個方面，即：由風帆驅動變為以蒸汽為動力，由木質戰艦變為鋼鐵戰艦，由威力較小的舷炮變為威力較大的套筒炮和可以旋轉的裝甲炮塔。
蒸汽機出現後，很快被用於推進船舶。1807 年，美國人羅伯特·富爾頓製造了一艘名為“克拉蒙特號”、可供長距離航行的實用蒸汽船。這一事實說明，蒸汽機應用於軍艦已經為期不遠了。有趣的是，在此之前，當富爾頓於 1803 年向拿破崙建議用蒸汽機作動力建造無帆戰艦時，竟被拿破崙當作天方夜譚而輕率地否定了。
儘管如此，一些具有遠見卓識的軍事家們還是很快便敏銳地發現了蒸汽船的潛在的軍事價值。1813 年，富爾頓採用雙船體間夾單明輪的方法，在美國建造了第一艘叫做“狄莫羅哥斯號”的蒸汽艦（後改名為“富爾頓號”）。英國也於 1827 年將蒸汽機運用到軍艦上。蒸汽機的應用，使艦船擺脫了風向和水流的影響，提高了航速，增加了機動性。
但是，新的蒸汽艦也帶了兩個亟待解決的問題：暴露在外的機器和大型划水蹼輪易遭敵炮火攻擊，而且在船舷兩側的明輪佔據了本來可以用於安裝火炮的寶貴空間；木質結構的船體防護力很弱。1837 年，瑞士出生的工程師約翰·埃裡克森發明了螺旋槳式推進器，並把機器置於艦船吃水線以下的艙室。這一艦船建造史上的創舉，解決了明輪和機器暴露在外的問題。在埃裡克森的幫助下，美國海軍設計並製造了第一艘螺旋槳戰艦“普林斯頓號”，向世人宣告了艦船動力革命的成功。
1849 年，法國也建造了一艘螺旋槳式戰鬥艦，並將其命名為“拿破崙號”。隨著鋼鐵工業的發展，運用性能良好的鋼材製造裝甲軍艦成為可能，並且因為大馬力蒸汽機的運用，可以不必擔心艦船重量的增加。由於客觀上具備了這兩個條件，特別是在克里米亞戰爭中，在裝備有新型火炮的俄國海軍的攻擊下，木質艦船不堪一擊的事實，使得法國和英國在戰爭結束不久即開始建造第一艘裝甲蒸汽軍艦“光榮號”和“勇士號”。
在美國內戰中，埃裡克森於 1862 年又設計、製造出了船形較小、具有裝甲和裝甲甲板、裝有威力強大的達格爾倫滑膛炮的全新艦艇“班長號”，並在 3 月份同南方盟軍艦隊的戰爭中贏得了決定性的勝利。美國內戰的經驗，打破了一些人對以鐵代木建造艦船的懷疑，最終敲響了木質戰艦的喪鐘。到 19 世紀 60 年代，裝甲蒸氣艦已開始全面取代在海戰史上雄踞幾百年的木質戰艦。許多國家的軍艦逐步披上鐵甲，並隨著火炮威力的增大而將鐵甲不斷加厚。據 1864 年 6 月英國《海陸軍報》記載，當時作好戰鬥準備的 22 艘英國軍艦中，已有一半是裝甲艦。
這一時期海軍軍艦的另一個重大進步，就是艦炮的改進和炮塔的發明。1843 年，美國哈佛大學教授丹尼爾·特雷德雷爾運用法國海軍軍官阿·蒂埃裡用鐵箍緊套鑄鐵炮管的發明，為美國造了幾門套筒炮。採取這一措施後，炮管的應壓強度大大增強。但是，美國海軍在一個長時間裡卻沒有采用這種炮，而是用一種改進型的達格爾倫鑄鐵炮。這種重型鑄鐵炮口徑達 15 英寸，攻擊力很強，可以擊穿美國南方聯邦裝甲艦的鋼板。1859 年，英國軍艦裝備了一大批阿姆斯特朗套筒炮；就在這一時期，克虜伯鋼炮也開始裝備海軍。
由於這類炮具有後裝、套筒和有膛線三個特點，炮彈的命中精度和末速有了很大提高，因而成為當時對付裝甲艦的一種具有較大威力的火炮。這一時期在海軍發展上還有一項重要成果，就是炮塔的發明。直到美國內戰之前，艦船上的火炮都是固定的，在戰鬥中成為制約火力發揮的一個重要原因。內戰爆發後，才華橫溢的設計家埃裡克森於 1861 年發明了旋轉炮塔，將其應用於新建的“班長號”軍艦，從而使艦炮可以靈活自如地向不伺方向射擊，大大提高了軍艦的攻擊力。此外，在美國南北戰爭中，還出現了潛艇和水雷，並在實戰中獲得成功。
近代後期艦船技術在以上這些方面的重大發展，使海軍建設產生了質的飛躍，實現了機動力、打擊力和防護力的高度統一。到 19 世紀 70 年代，蒸汽裝甲軍艦已達到比較高的水平。從動力來看，一些大型蒸汽艦已有 6 千至8 千馬力，排水量達 8 千至 9 千噸；從火力來看，艦上裝備有 25 噸至 100 噸重的線鏜炮，有旋轉的炮塔，能將 300 至 2000 磅重的炮彈發射到前所未有的距離，而艦艇的裝甲厚度則達 200 至 300 毫米。這些都標誌著海軍建設進入了一個新的時代。
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