清军的“水师”，主要有两支:一为福建水师，一为广东水师。其他沿海省份，亦有执行水师任务的镇、协、营，如浙江的定海水师镇，盛京的旅顺水师营，等等。然清军水师的任务却非出洋作战，而是近海巡缉，守卫海岸。“天朝”的水师并不以哪一国的舰队为作战对象，其对手仅仅是海盗。用今天的标准来衡量，清朝水师算不上是一支正式的海军，大体相当于海岸警卫队。正因为如此，清朝水师的主要兵力，并不是在舰船上或为舰船服务的勤务分队中，而是驻守于沿海、沿江的众多炮台、城寨、要隘。许多海防要地，如厦门、虎门、舟山等，其陆上防守全由水师负责。
清朝港口
从数量上讲，清军水师舰船也有数百艘之多;从种类上讲，清军波种类达数十种:但是，其最基本的特点就是船小。清军最大之战船，其吨位尚不如英军等外级军舰，清军安炮最多之战船，其火炮数量也只相当于英军安炮最少之军舰。至于其他的弱点，当时人有清醒的认识。闽浙总督邓廷桢对此作过评论，除未涉及舰船的帆索、航速等技术外，对船体的质量、火炮的数量、炮手的安全等问题，都进行了具体的比较。他的结论是:“船炮之力实不相敌”，“此向来造船部定则例如此，其病不尽在偷工减料”。
清代大炮
不是说当时中国的造船业只能达到这个水平，中国此时也造出过比战船更大更坚固的远洋商船。这里就涉及到邓奏中提到的“部定则例”。清朝的战船样式大体是在乾隆年间固定下来的，并用“工部军器则例”、“户部军需则例”等条规确定其样式和修造军费。这就自我限制了战船的发展。各地没有更多的钱去制造更大更好的军舰。为了保持水师战船对民船的某种优势，清朝又反过来规定民船的大小尺时，限定民船出海时火器、粮食、淡水的携带数量。这么一个循环，严重莎碍了中国的造船业、航海业的进步。
即便是如此落后的水师师船，其完好在航率仍是很低的。例如，鸦片战争前，福建水师共有大小战船242艘，除去修理未竣、应属修期，被风击碎者外，在营驾驶118艘， 在航率仅48.8％
中英舰船水平的悬殊差距，使得清军在鸦片战争中根本不敢以水师出海迎战英军舰队，迫使清军放弃海上交锋而专注于陆地。这种由装备而限定的战略决策，实际使清军丧失了战争的主动权。英军凭借其强大海军，横行于中国海面，决定了战役战斗的时间、地点、规模。
由于鸦片战争中清朝的上下无不认识到清朝水师绝非英国海军之对手，大多主张在陆地，尤其是在海岸进行防御。防御工事的地位因此而凸显出来。
主战场海上的战争
清朝的防御工事主要有两种，一 为城，一 为炮台 。城的防御设施，包括城墙、城门、护城河等。这些工事的情况与功能，久为人们所熟悉，且有今存的遗迹可增添人们的感官认识。城的攻防战，为中国古今的主要作战样式，更况鸦片战争中英军的攻城战，仅三次(广州、乍浦、镇江)。因此，这里不打算分忻城的防御体系，而放在后面结合战斗作具体评论。海岸炮台是鸦片战争中清军最主要的防御工事，而这些炮台今已不存。
中国第一历史档案馆中藏有一 长卷，名《闽浙海防炮台图说》。它细致地描绘了福建、浙江所有海防炮台的具体样式。 该图的文字说用为:“西山嘴筑实心圆炮台，周围八丈，高一丈五尺，垛高三尺，安炮人位。台后筑围城，周围二十丈，高一丈二尺，内盖官兵房屋十二间，安千把一员，兵三十名。”又据这一长卷，闽断各炮台设炮4至10位不等，守兵20至50名不等。
乍铺西山嘴炮台，代表着鸦片战争前中国沿海炮台的一般水平;而于1839年完工的广东虎门靖远炮台，又是战前清朝最大最坚固火力最强的海岸炮台。奉旨查察该炮台的林则徐称:该台“平宽六十三丈，高一丈四尺五寸，台墙钉桩砌石，垛墙炮洞则用三合土筑成，安炮六十位。后围石墙九十丈"，又据邓廷桢奏折:“守台掌炮千总一员，添拨额外二员，枪炮兵丁九十名。”若以靖远炮台与西山嘴炮台相比较，就会发现，只不过是在规格上放大几倍，样式大体相同。
鸦片战争
这样的炮台能否经受得住西方舰队的攻击呢?对此，我们可看看此期西方炮台的情况。随着火炮的运用和火炮技术的发展，西方的军事筑城技术也有了很大的进步。自16世纪起，欧洲的军事工程师提出了新的筑城理论，旧式的碉楼(高台型火炮阵地，与清军炮台类似)逐渐被废弃，出现了梭堡式炮台。梭堡是一种尖形的堡垒，分上下两层，各置火炮，侧部有通道，并有自身防卫性的火力配置。4至6个梭堡组成一个炮台(要塞)。整个炮台有炮50至数百门;驻有数百至数千名的骑兵和步兵，配合炮兵作战;内储有足够多的粮食、弹药，可固守数年;各梭堡间又有通道，可互相支援。至18世纪，欧洲又出现了堡垒式炮台，即在核心炮台的外围建筑堡垒，由多座堡垒构成完整的防御体系;核心炮台与外围堡垒间有一定的距离，可免遭敌炮火的直接打击;各堡垒间有掩蔽式通道，可互相支援;安设火炮的战斗部位是全掩蔽式的，可防护士兵的安全。
相关画面
由此可见，清军此期的炮台仍是西方筑城技术变化前的那种小高台，其致命伤是不如西方那般注重防御功能:一、炮台上的兵丁仅以垛墙掩护正面，而这些垛墙很容易被西方炮火所摧毁;二、炮台顶部没有防护，敌曲射火炮可由上射中炮台;三、在火炮配置上，追求重炮，又集中安置在炮台的正面，以抗击来犯敌舰船，而对其登陆小艇和部队缺乏攻击手段;四、炮台的大门多开在正面或背面，没有壕沟、吊桥、关闸等设施，难以阻止敌登陆部队的攻击;五、炮台的侧后往往只有-道围墙，没有斜堤、堑壕等阵地，不能组织守军对登陆部队进行反击;六、炮台的侧后缺乏良好的道路系统，守军的兵员、粮草、弹药在战时难以补给。以上六项，前两项是对西方火炮的威力认识不足所致，后四项是对英军陆战能力评估错误所致。西方观察家对清军炮台的评价极低。
这里所作的分析，是以即将发生的鸦片战争作为前提，是以世界上最强大的英军作为对手;若按当时人的观念，不知道战争的到来，仅仅为了防备乘虚蹈隙的海盗，这些炮台确又可谓“固若金汤”! 如果将上述枪、 炮、火药、战船、炮台诸因素综合起来，具体情况又会是怎样呢?让我们以江苏的吴淞营为例。吴淞营驻于江苏宝山县吴淞 带(今属上海市),是鸦片战争中的主要战场之一。 1828 年，时任苏淞镇总兵的关天培对该营的兵器有过调查，其中最主要的数字为:腰刀 948口，大刀277口，角弓213张，战箭11570支，火箭260支;鸟枪917杆， 喷筒118个;发烦炮55位，玉带炮12位，决胜炮72位，劈山炮42位，过山炮10位，子母炮40位，红夷炮7位，红夷发烦炮3位;火药8940斤。吴淞营共有营兵约1000名，因驻守要地，兵器较他处优良。但是，从上引清单中可以看出，吴淞营的火炮，大多是明末清初时期的小型火炮，威力极其有限。 除上引清单外，吴淞营在宝山县城东南靠黄浦江人长江口的杨家嘴，有炮台一座，另有沙船3艘、艉犁船4艘，巡防江海。若以近代战争的眼光来看，吴淞营的作战能力又是如何?
1832年，东印度公司派商船阿美士德号从澳门北上，侦察中国沿海的情况。6月20日，该船在未遇任何阻挠的情况下闯人吴淞。随船的普鲁士传教士郭士( Karl Gutzlaff)“巡视了(吴淞)炮台的左侧，考察了这个国家的防务内部组织”，他在日记中写道:“如果我们是以敌人的身份来到这里，整个军队的抵抗不会超过半小时。”这个结论是比较了中西军事实力而得出的，参照后来的鸦片战争，并不夸张。
明、清双方的交战对敌，各牵系其命运，故在武器装备的引进、学习、研制上都不惜血本。至康熙年间平定三藩、收复雅克萨城后，清王朝进入了一个长期的相对和平的阶段。此后，清朝虽在西北、西南边疆及内地用兵，不管战况如何，在武器装备上都能保持优势。这就使得清王朝不是继续着力于研制新武器而获取更大的优势，而是着力于垄断这种优势的军事技术，不让对手或潜在的对手所掌握。也就是说，清王朝的重点不是研究而是保密。这里举两个例子
但是据清官方文献及现今存有的实物，清军的鸟枪是大有差别的。其最优良者为御用枪，当时已有了燧发枪;其次是京营八旗所用之枪;再次是驻防八旗所用之枪;最次是绿营所用之枪(火炮配置也是如此)。清朝统治者的这种鸟枪质量梯次配备，自是出于以京营巩固根本、以驻防监视绿营的考虑。但是，这种为确保满洲贵族统治而采用的方式，却使得清军的主力～绿营 在鸦片战争中以清朝最次的装备来应敌。
明末清初，中国在引进西洋大炮时，同时也引进了“开花炮弹”(一种爆破弹)的技术。然而这种技术，为御林军专有，现存北京故宫博物院的清初炮弹，几乎全为“开花炮弹”。然而，久不使用，就连统治者本身也都忘记了，至鸦片战争时，别说一般的官员，就连主持海防的林则徐和当时的造炮专家黄冕，
都闹了不知“开花炮弹”为何物的大笑话。战后清王朝据实样试制，实际上是第二次引进。到了19世纪70年代，左宗棠督师西征新疆、在陕西凤翔发现明末所遗“开花炮弹”之实物，不禁感慨万千，谓西洋“利器之人中国三百余年矣，使当时有人留心及此，何至岛族纵横海上，数十年挟此傲我”?。
清代开花大炮
再进一步细心考察，又会发现，康熙朝以后的清军武器装备，不仅在性能上没有大的突破，而且在制造质量上也明显地呈现下降的趋势。
这就涉及到清朝的武器装备管理体制。清朝的武器装备管理体制，大抵始建于康熙朝，至乾隆朝臻于严密。这种制度首先规定了清朝各种兵器的型制，其次根据型制规定其制造工艺，最后根据型制和工艺规定工价、料价。尽管这种体制有利于清军武器的制式化、一体化(实际上种类还是偏多),适应当时清朝财政支出制度化的要求，也减少了官员从中舞弊的机会，但却窒息了新武器的研制和新技术的运用。
在这种制度下，新武器的研制在一开始就以不合规定而被拒绝，新技术、新工艺又因不合规定而被排斥，最后又用权威的价格将一切新因素封杀出局，不合规定不准报销! 长久的和平，使清朝统治者们忘记了未来战争的大课题，他们从未制定过长期的武器装备研制计划。
自康熙朝开始，中国的物价、工价直处于上升趋势，而这种管理体制却使兵器制造经费固定化。此后虽有一些价格调整， 但上涨的幅度赶不上各地物价、工价的实际水平，有时甚至出现下降的势头。如火药，雍正朝为每斤很2.6分，嘉庆明每斤银2.1分。这就使得兵器制造者不仅无利可图，反而时常可能亏损。当然，这已不敷足的工价，料价中，还得包摄那个时代猖獗的承办官质的层层克扣和验收弁兵的种种勒索。
规定价格与实际造价的背离，并不会改变追求利润的经济规律。任何一位制造者，从本能上就绝不会做亏本生意。为了防止赔累，偷工减料就成了必然之途。为了能够偷工减料，贿赂验收官弁又成了公开的秘密。当时的名士魏源曾指出:“中国之官炮，之官船，其工匠与监造之员，惟知畏累西省费，炮则并渣滓度铁入炉，安得不震裂?船则脆薄腐朽不中程， 不足遇风涛，安能遇敌寇?”
魏源
如果说魏源的言论过于空泛，让我们来看实例。1835年，广东水师提督关天培为改善虎门防御态势而新制大炮40位，结果在试放过程中炸裂10位，炸死兵丁1名，炸伤1名，另有5位火炮还有其他问题。关天培检查炸裂的火炮，发现“碎铁渣滓过多，膛内高低不平，更多孔眼”，其中有一空洞，“内可贮水四碗”！ 在弱肉强食的殖民主义时代，西方各国始终把武器装备的研制和生产，放在最优先发展的地位。正如位西方人，1836年8月在《中国从报》的篇评论清朝军事力量的长文中，一开头就提出的那样，“今天，作为评价各社会的文明与进步的标准，最正确的大概是:每个社会在‘杀人技术’上的精湛程度，互相毁灭的武器的完善程度和种类多少，以及运用它们的熟练程度。
民族英雄关天培
然而，依旧沉浸在“天朝”之井中的清朝统治者们，似乎还不知这些。他们的种种做法，使得清朝的武器装备尚未达到当时社会的技术和工艺已经达到的水平。咸丰三年，曾国藩在给新皇帝咸丰上书阐明成立水师的必要性后，咸丰帝立即表态支持：“所虑甚是，汝能斟酌缓急，甚属可嘉。”然而此刻曾国藩还不明白到底如何从何处着手建造水师，他自己甚至认为：“盖船高而排低，枪炮则利于仰攻，不利于俯放。又大船笨重不能行，小船晃荡不能动战。排虽轻，免于笨，尤免于晃。”然而当水试时才发现，自己的想法根本不通：“排虽短小，不利江湖”于是彻底放弃用排，开始专门研究造船。
曾国藩曾这样艰难回忆说：“余初造战船，办水师。楚中不知战船为何物”后来突发奇想，借用“赛龙舟”一般模式进行创造。等试验后才发现，曾国藩设计的这种战船根本上不了“江湖”，非常容易倾覆。最后不得已放弃自己“设计”，到各地征集能够巧匠开始着手打造专业船只。据载，曾国藩“创建舟师，凡枪炮刀锚之模式，帆樯桨橹之位置，无不躬自演试，殚竭思力，不惮再三更制以极其精。”虽然艰苦创业，摆在曾国藩面前的困难如同水上波澜，持续出现。
曾国藩画像
有了战船，曾国藩着手建设水师组织结构，水师有“船户水手”组成，以一艘“快蟹”船，十艘“长龙”船和十艘“舢板”船组成一营，每营五百人。“快蟹”船为船先锋，由营长坐镇指挥。在武器配备上，“凡船炮，长龙头炮二，洋庄八百斤至千斤，边炮四，各重七百斤，梢炮一，重七百斤，俱洋庄，腰炮专珠二，中四五十斤。”《曾国藩奏稿》一切就绪后，曾国藩在几次小胜后，湖南靖港遭遇惨败，如不是被人救起，早已自杀，那他的水师梦也将彻底泡汤。
此后虽然重整旗鼓，但是在水师的建设上，是在不断遭遇挫折失败后才逐渐发现了其中的奥义。比如曾国藩接连两次失败都是源于违背水上作战的基本要领，即是：逆风逆流，最利于水上作战；其次则顺流逆风；最要命的就是顺风顺水。而曾国藩两次失败都源于这个不知道的原理，原来顺风顺水，战船前进十分迅速，但是有进无退，稍遇到不利情况，马上陷入敌军包围，想要返回则变成了逆风逆流。反之也是这个道理。
在人员武器装备和掌握了水上作战的原理要领后，曾国藩指挥水师重整旗鼓，对武昌展开全面进攻，在田家镇水上战役取得了关键性胜利，扭转了不利局面。并且制定了全局战略，先控制鄂东，后取九江，再攻安庆，完全控制长江水面，以此彻底堵住太平军水上战略运输，可以说抓住了最核心关键部位。
水上战争从一开始曾国藩的弱项逐渐变成了强项：1861年1月，曾国藩将七年前“御敌不难于陆，而难于水”的说话变成了“是皖吴官军之单薄，在陆而不在水；金陵发逆之横行，亦在陆而不在水。”这不仅是战略调整，最主要的原因是，曾国藩的水师已经以绝对优势胜过太平军，为在关键时刻抢夺军事先机打牢了基础，最终彻底将南京围困。
平定太平军后，清政府给曾国藩论功行赏时给出了“论平寇之功以国藩创立舟师为首”《湘军记》，这一评价可以说较为公正客观，如果没有成立湘军水师，在关键领域夺取了对太平军的战略优势，历史极有可能被改写。
1861年，曾国藩在奏折中提出：“购买外洋船炮，则为今日救时之第一要务。”此后由于被英国“阿斯本舰队”严重侵权，而不得已将其遣散后，曾国藩要造中国船的心愿越来越迫切。只有“设局制造”才是正途。刚刚夺取安庆，曾国藩就设立了军械所，研究试造轮船。在参观了“火轮船”演示后，曾国藩非常高兴，在日记中这样说道：“窃喜洋人之智巧我中国人亦能为之，彼不能傲我以其所不知矣。”
四年后，刚刚评定太平军，曾国藩终于踏上了我国自主研究的第一艘以蒸汽为动力的木质明轮船——黄鹄号。虽然运行速度不快，但意义非常重大。
以李鸿章为代表的洋务派虽然开明，却只重视枪炮，对于曾国藩重视轮船建造非常反对，多次以“筹造轮船”，“事体繁重，经费浩大”，以没有钱或者不必向轮船方面进行资金投入对朝廷上书进行反对。
曾国藩立即以“制造轮船等事，福建尚奏拨巨款，新立铁厂，江南已有铁厂，岂可置之不办”为由，向朝廷力争“制造轮船，实为救时要策”，并明确要求“奏拨二成洋税银片”、“以一成专造轮船之用。”
恬吉号
在曾国藩的持续坚持下，造船水平逐步提高，1868年，江南制造局新造的火轮船，具有八个炮位，中国第一艘用蒸汽动力驱动的水上战舰下水，曾国藩给他命名为“恬吉”号。当时在上海试航后，“恬吉号轮船初成，逆风劈浪，船行甚稳”，一时激发起上海市民的自豪感，竞相观摩航行。1871年，重病缠身的曾国藩在双目几乎失明的情况下，对大清造船业念念不忘，这年的11月，曾国藩来到吴淞口，观看江南制造局建造的四艘兵船组成的编队演戏和水师操练，检阅了枪炮操练和各种最新的水上战斗表演。没想到，就在他的“造船梦”刚刚实现，三个月后便在南京去世，他想通过造船事业重振大清的梦想也戛然而止。