在元代的基础上，明代的造船业和航海业，有进一步的发展，进入了鼎盛时期。特别是明代初期，船舶的建造能力和建造技术，均发展到空前的水平。远洋船队规模之大，航行范围之广，航海技术之先进，在当时世界上也是少有的。
造船
明代的造船业，发展到中国古代造船业的顶峰。造船工场遍布于全国滨江沿海各地，尤以江苏、福建、湖广、浙江等地最为发达。除民办的以外，还有官办的。洪武二十六年（1393年），明朝廷规定：“如或新造海运船只，须要量度产木、水便地方差人打造。”（《明会典》卷二百）根据这个原则，各地出现了一大批官办船厂，其中最大的有南京的龙江船厂、苏北的清江船厂、山东的清河船厂、福建的台南船厂和东北的吉林船厂。
这些船厂规模大，组织严密，工种齐全。如龙江船厂，隶属工部都水司，占地8100亩。厂设工部分司，掌管督察；提举司，负责造船业务；指挥厅，指挥生产。该厂的生产组织仿照明代城市居民的坊厢组织，按专业性质分为四厢：一厢制木梭橹；二厢制造船木、铁件及缆；三厢修补旧船；四厢制造棕篷等物。
生产的合理组织和分工的严密，促进了生产力的提高。明初的造船能力是惊人的。
明代造船除数量多以外，还有两个显著的特点：一是船体增大，二是船型名目繁多。明代船舶最大的，要算郑和下西洋的大型宝船，“长肆拾肆丈肆尺，阔壹拾捌丈”。根据明朝规定的斛斗称尺制度，当时的1尺相当于31厘米。依此换算，大宝船的长与宽约为138米和56米。据英国学者米尔斯推算，郑和大宝船的载重量约为2500吨，排水量为3100吨。（J。V。Mills：《Thelargest Chinese Junkandlts Dis-placement》）随郑和下西洋的巩珍在其著作《西洋番国志》中，说宝船“体势巍然，巨无与敌，篷帆锚舵，非二三百人莫能举动。”这样的巨舶，不仅“盖古所未有”，而且达到了19世纪以前世界上木帆船的顶峰。因此，英国著名的科学家李约瑟指出：“在造船方面，中国曾远远走在欧洲的前面。”（李约瑟：《中国科学技术史》480、509页）
明代船舶种类繁多。根据宋应星的《天工开物》的分类法，以形定名的有“海鳅”、“江鳊”、“山梭”、“蜈蚣”等；以量定名的，如“一千料船”、“万石船”、“四百料战座船”（料是载重量单位，1料=1石=92.5斤）等；以质定名者有楠木船、杉木船等。《明史·职官志·工部》则按用途，把船分为江海转运的漕船、江河交通的杂用船和海防备倭的江海兵船三大类。这些分类说明明代船型已越来越多，到了非分类不可的时候了。
明代的海船基本上分为三大类型，即广船型、福船型和沙船型。凡属海船，无论是民船，还是战船，都属于这三种船型。
广船因广东所造而得名。首尖体长，吃水较深。梁拱小，甲脊弧不高，有较好的耐波性。结构上，横向以密距肋骨与隔舱板构成，纵向强度依靠龙骨和大维持。造船材料为荔枝木、樟木和铁栗木（乌婪木），坚固耐用，但材料来源困难，且造价高，有碍于其发展。广船侧前方装有能垂直升降，伸出船底之下的摔板，起减摇和稳定航向的作用。舵板上开有成排的菱形小孔，使操舵省力，又不影响舵效。大型广船的中桅和前桅均向前倾，上悬布质硬帆，篷杆较粗且排列稀疏。在中、小型广船上备有橹、桨。广船破浪性能力好，利于深水航行。
福船因福建所造而得名。船有四层，下层装压舱石，第三层放置淡水柜，第二层住人。底尖上阔，首尖尾宽两头翘，尾封结构呈马蹄形，两舷边向外拱，有宽平的甲板，舷侧用对开原木厚板加固。造船用材主要为福建的松、杉、樟、楠木。有些福船首或尾有活水舱，舱在满载水线附近有孔。当首或尾在浪中下降时，水流入活水舱；上升时，水又缓缓流出，使船上升速度降低，以达到减小纵摇的目的。福船的破浪性能好，宜于海上深水航行。
福船还派生出一些船型，如哨船（草撇船）、冬船（海沧船）、鸟船（开浪船）等。鸟船有一种小型的称为快船。冬船中最小的叫苍山船，比苍山大一些的叫艟艇。
有人将鸟船看作一个独立的船型，与福船、广船、沙船并列，从而将我国海船分成四大类。
沙船是起源于上海祟明的一种平底海船。沙船的特点是：底平，方头方艄，利于行沙，少搁无碍；吃水浅，受潮水影响小；船宽稳性大，有披水板、硬水木和太平篮等减摇设备；多桅多帆，快速性好。由于沙船船底平，不能破大浪，故主要航区是北方海域。
封舟明代还有一种专供使臣出使外国时乘坐的官船，称为封舟。封舟长15丈～20丈（47米～62米），宽3丈左右～6丈（10米左右～19米），深1丈3尺多（约4米）。封舟有23个～28个舱室，都是密闭的。舱外有4尺高的遮浪板。封舟船体钉捻后用铁条数十根从底龙骨沿舷板箍到两厥。封舟上的属具一应俱全，有桅3～5根；橹36支；铁力木舵1具，备用舵2～3具；锚4具，共重五六千斤。据《古今图书集成·考工典》记载，明代海船上的锚，还有重达6350斤的。能制造这样大的锚，反映我国当时的造船水平是相当高的。此外，封舟上有40个水柜，以保障远航的用水。
综上所述，可以看出，明代造船能力之强，造船技术之高，在当时是举世无匹的，这就给航运业的发展奠定了物质基础。
航海
明代的航海事业与造船业同步发展，达到了我国古代航海事业的顶峰。郑和七下西洋，就是一个典型例证。从永乐三年（1405年）到宣德八年（1433年）的28年间，郑和率领一支由60～200艘船舶、2.7万人组成的庞大船队，在波涛汹涌的海洋上，纵横驰骋，遍历亚非30多个国家和地区。这在我国旷古未有，在当时世界上也是无与伦比的。英国学者李约瑟称公元1420年前后的明代，是中国航海史上的“黄金时代”。他说：“明代海军在历史上可能比任何亚洲国家都出色，甚至同时代的任何欧洲国家，以至所有欧洲国家联合起来，可以说都无法与明代海军匹敌。”（李约瑟《中国科学技术史》第479～484页）
郑和航海图（局部）明代航海发达，还表现为航海技术的先进。《西洋番国志》作者巩珍，就其随郑和第七次下西洋所见，对航海技术作了简要的综述：“往返三年，经济大海，绵邈弥茫，水天连接。四望迥然，绝无纤翳之隐蔽，惟观日月升坠，以辨东西，星斗高低，度量远近。皆斫木为盘，书刻干支之字，浮针于水，指向行舟。经月累旬，昼夜不止。海中之山屿形状非一，但见于前，或在左右，视为准则，转向而往。要在更数起止，记算无差，必达其所。”从这段文字可以看出，明代的航海已综合使用天体定向与定位、罗盘指向、物标导航、计程、计时等技术了。
过洋牵星图郑和船队的航海术，主要记录在《郑和航海图》中。《郑和航海图》，全名《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》。据考证，这张图可能绘成于郑和留守南京时期（1425～1430年），后由茅元仪收录在《武备志》中。《郑和航海图》涉及的海区广，航线长。自我国长江下游、东海之滨，东南至爪哇、西北至刺撒（今民主也门伊萨角），西南至麻林地（同麻林，今坦桑尼亚的基尔瓦·基西尼瓦），航线遍及西太平洋与印度洋的亚非海岸，绘记了地名530多个。
我国早在南宋时期就有“海外诸番图”，惜已佚散；元末也有“海道指南图”问世，但仅及国内北洋沿海。而《郑和航海图》既包括近海，又涉及远洋，是我国流传至今的一部最早的洋航用海图，具有重要的学术价值。
明初先进的季风航海术与航海气象知识，也是重要的航海保障。琚有关文献分析，郑和船队对西太平洋和印度洋季风规律已运用娴熟。他们从国内启航总在十月至次年正月的冬季，此期间沿海与南洋水域盛行东北季风，船队扬帆南航，一路顺风；而返航则在五至八月的夏季，这时正值西南季风，船队北返，也是顺风。所以，马欢在《瀛涯胜览》中说：“时值南风指归路，舟行巨浪若蛟龙。”在印度洋方面，从祝允明《前闻记》所提供的航程表可知，无论是往返孟加拉湾还是横渡阿拉伯海，都在十、十一月至次年三、四月间进行。这段时间，主要是冬季，这两个海域盛行东北季风，平均风力为3～4级，气候干燥，天气晴朗，海况平和。船队向东西方向航行，只要使帆适度，基本上可吃侧顺风，航行条件颇佳。这种航期的安排，完全避开了阿拉伯海上凶险暴烈的西南大风与巨浪激流，对确保航行安全至关重要。
在航海气象方面，郑和船队的每一艘船，都配备有一定数量的官军，“日上看风看云，夜来观星观斗”。（《瀛涯胜览》）这些官军可能是兼职的。此外还有专司占验海上风云变幻的“阴阳官”、“阴阳生”。他们通过“占天”、“占云”、“占风”、“占日”、“占雾”、“占电”、“占海”、“占潮”，预报近期海上气象，同时对常年的气象变化规律也有一定的认识，从而使航海的安全得到保障。
总之，明代初期的航海，不仅规模大，航程远，而且是建立在科学的基础之上，为水军的发展提供了良好条件。
