在歐洲國家海外探險、商業擴張和殖民征服的過程中，風帆戰列艦問世了。
作為一座流動的炮台，風帆戰列艦成為歐洲人控製海洋、征服世界的工具，其稱霸海洋的時間長達300多年之久。到19世紀中葉，隨著鐵甲艦的誕生，風帆戰列艦逐漸淡出海洋，一個鋼鐵堡壘的時代開始了。20世紀初，無畏艦又取代鐵甲艦，成為新的海上霸主。從鐵甲艦興起到無畏艦的衰落，整個過程不到百年，這期間既見證了戰列艦的飛速發展、“大艦巨炮主義”的出現以及各國瘋狂的海軍軍備競賽，同時，戰列艦的克星也以令人驚訝的速度浮出水麵，從魚雷到潛艇再到飛機，最後是集合了製空權與製海權的航空母艦最終將戰列艦打入冷宮。
從16世紀到19世紀是風帆戰列艦的時代。雖然曆經300多年，但戰艦的設計、材料以及武器係統並沒有太大的變化：戰艦為木製，有時在水線以下包裹銅皮；動力來自風；武器為前膛火炮；炮彈包括圓形彈丸用來摧毀船體，霰彈用來殺傷人員，鏈彈用來破壞帆具。因為船的首尾狹窄，一般隻能安裝一兩門輕炮，所以主要的火炮一般裝在戰艦的兩側，通過兩舷開設的炮孔射擊。按照當時頭號海軍強國英國的標準，風帆戰列艦可以分成四類：
一級艦：有三層炮甲板，火炮100門以上，定員875人以上，排水量2500～3500噸。
二級艦：三層炮甲板，以上。
火炮90～98門，定員750人左右，排水量2000噸三級艦：二至三層炮甲板，火炮64—80門，定員490～720人左右，量1300—2000噸。這是英國海軍中數量最多的主力艦隻。
四級艦：兩層炮甲板，火炮50—56門，定員350人左右，排水量1000噸以上。
上麵四級艦都被稱為戰列艦。這個名稱的來曆與當時海軍的戰術有直接關係。因為炮都裝在船舷兩側，所以軍艦作戰的時候需要排成單列縱隊的戰風帆戰列艦鐵甲艦列線，利用本艦隊一側的舷炮對敵集中火力齊射，因而得名“戰列艦”。凡是規模足夠大，可以參加此種戰鬥的艦船均被稱做戰列艦。到19世紀中期時，最大的風帆戰列艦排水量可達4000噸，配置火炮多達130門，通常建有三根高大的桅杆，航行在海麵上非常威武壯觀。
規模在戰列艦之下的艦船被歸類為護衛艦、巡航艦和單桅縱帆船。
19世紀中葉之後，隨著科學技術和造船工業的發展，風帆戰列艦逐漸讓位給蒸汽動力戰列艦，戰列艦進入以蒸汽機為動力的鋼鐵軍艦時代。首先問世的是鐵甲艦。界定鐵甲艦主要有三個標準：包覆裝甲的艦殼、蒸氣動力係統、主要武器裝備是可發射爆炸彈的大炮。隻有在三個特征都具備的情況下，戰艦才可以被稱為鐵甲艦。
與風帆戰艦相比，鐵甲艦的優勢顯而易見。第一，從動力係統來看，以蒸汽為動力使戰艦擺脫了對大自然的依賴，有風沒風都不是問題，艦船的速度也提高了，機動性也更強了；而帆船的局限性在於，它需要風，有風才能行走，當然風太大了也是不行的。另外，帆船雖然可以頂風前行，但必須走“之”字路線，這樣會增加航程。為了保證風不被對手擋住，帆船在作戰的時候必須想辦法處在上風位置。第二，鐵甲艦裝備的是用優質鋼材鑄成的大口徑後膛炮，比起風帆戰列艦使用的前膛炮，它的精度更高，射程更遠、威力更大。第三，因為木殼艦船應對不了威力巨大的後膛炮，所以，裝甲戰列艦逐漸采用鋼鐵建造，裝甲也越來越厚，它的堅固性、抗打擊能力是木製的風帆戰列艦所不能比的。
鐵甲艦的首次露麵是在1855年的克裏米亞戰爭中，當時法國炮擊俄國金伯恩炮台時使用了“淺水炮艇”。在這次戰役中，法國使用的“毀滅”號、“衝擊”號和“雷鳴”號是世界上最早的鐵甲艦，由此奠定了蒸汽裝甲戰列艦在近代海軍艦隊中舉足輕重的統治地位。在這之後的短短半個世紀中，鐵甲艦見證了世界海軍力量的發展和技術的進步，這些進步體現在三個方麵：
艦體的設計和構造、動力係統以及所裝備的武器。簡單地說，這個過程就是由木頭、風帆和球裝彈丸的組合演進到鋼鐵、蒸氣和現代槍炮的組合。
在鐵甲艦時代，艦殼設計的第一個進步是在戰艦的木製艦殼外包覆鑄鐵裝甲板。這種設計第一次出現在1855年克裏米亞戰爭炮擊金伯恩的行動中。
金伯恩炮台位於第聶伯河的入口處，搶在英國人前麵開發出新式軍艦的法國海軍出動了3艘淺水炮艦。這些包覆鑄鐵裝甲板的炮艦行駛到俄軍海岸炮台射程內，實施抵近射擊，摧毀了大量俄軍工事，俄國人發射的炮彈無法對法軍的淺水炮艦造成任何損傷，這種防護是風帆戰艦無法企及的。此後不久，拿破侖三世開始極力推進法國海軍的建設，意圖挑戰英國的海上霸主地位。
他們開始建造第一艘大型鐵甲艦“光榮”號，由迪普·德·洛馬設計，1858年開工建造，排水量5630噸。英國的第一艘鐵甲艦“勇士”號在1861年進入英國皇家海軍服役，戰鬥力超過“光榮”號。“勇士”號兩舷的雙層柚木艦殼外包覆4英寸的裝甲，排水量9137噸。
在武器方麵，當“勇士”號第一次服役的時候，其主甲板上安裝了30門68磅前膛裝滑膛炮和8門110磅阿姆斯特朗後膛裝火炮。此外，上層甲板上還配備了110磅後膛炮到6磅加農炮等口徑不等的武器。阿姆斯特朗炮在發射的速度、射程和精度等方麵都超過前膛炮。但是，英國海軍並沒有立即以後膛炮取代前膛炮，原因在於他們對新技術的謹慎和保守態度。在1863年炮擊鹿兒島時，21門後膛炮在365次發射中出現了28起事故，英國海軍的反應不是迅速改進後膛炮，而是重新回到前膛炮時代。當然，前膛炮的設計也在改進。導致前膛炮走向終結的導火索是1879年“霹靂”號戰艦上重大的火炮炸膛事故，爆炸的原因是重複裝填，這種錯誤在後膛炮上是不可能出現的。
此次事故促使英國海軍著手改革。
直到19世紀80年代中期，英國才設計出可靠的後膛炮。盡管如此，當時的火炮設計和製造也並非實現後膛炮就可以一統天下的局麵。英國海軍進行的一些實驗證明，前膛炮對於標準裝甲的穿透力並不比同等口徑的後膛炮差，他們據此得出了無須更換火炮的保守結論。因此，後膛炮在英國海軍中的廣泛使用還要等上若幹年。相比之下，其他海軍較弱的國家反而在這方麵走在了英國前麵。法國海軍13.4英寸口徑的1870型火炮在技術上把英國海軍遠遠甩在後麵，意大利海軍鼓勵英國火炮設計師為他們生產那些被保守的英國軍火委員會拒之門外的武器。
在艦體設計上，1862年，法國建造了第一艘裝有旋轉炮塔的戰列艦“阿爾貝王子”號，炮塔戰艦的設計概念是把戰艦的主炮或多門火炮安裝在一個轉台上，可以通過旋轉向任一方向開火。在美國南北戰爭期間，美國北方海軍的小型裝甲炮艦“莫尼特”號首次采用了封閉的回旋式炮塔。它與南方邦聯海軍的“弗吉尼亞”號裝甲艦之間發生了首次近代意義上的海上炮戰——
1862年的漢普敦海戰。
在動力方麵，盡管蒸汽技術的可靠性與日俱增，但很長一段時間裏，戰艦上仍保留全套風帆設備。19世紀60年代前期，鐵甲艦被認為不過是裝有蒸汽輔助動力的風帆戰艦。這些戰艦都裝有全套風帆裝備。當然，在實際航行中，艦長和指揮官們逐漸依賴更加便捷的蒸汽機。第一艘無桅炮塔戰艦“蹂躪”號1871年進入英國海軍服役，但不久退役。很久之後人們才發現，它是維多利亞時代戰艦的原型，擁有低矮的側麵輪廓、寬橫梁、厚裝甲等特點，主炮分別安裝在艦艉和艦艏的兩座炮塔上，隻有一個“軍用桅杆”用來打旗語，蒸汽是它唯一的動力係統。
到19世紀70年代，世界各海軍強國的蒸汽裝甲戰列艦已達到較高的水平。蒸汽機不僅為軍艦提供了推進動力，而且還被用於操縱舵係統、錨泊係統、轉動裝甲炮塔係統、裝填彈藥、抽水及升降艦載小艇等。大型蒸汽裝甲戰列艦的排水量達到8000～9000噸，推進功率達到6000～8000匹馬力。但是，新建造的戰艦仍然不合時宜地配備有全套風帆。隨著鍋爐和主機效率的提高，蒸汽動力取代風帆成為可能。到19世紀80年代，無桅戰艦終於開始扮演主角。至20世紀初，隨著煤炭開采和使用的廣泛化，風帆在巡洋艦級別的戰艦上也被降為輔助動力。
19世紀60-80年代，鐵甲艦在設計方麵的進步相對緩慢，這段時間被稱做戰艦的“探索時代”。一個很重要的原因是英國海軍的猶豫觀望態度，他們並不願意建立一支完全依賴蒸汽的海軍，在他們看來，這種轉變太冒險，不如他們現在使用的技術成熟可靠。而其他國家在海軍發展上遠遠落後於英國。
法國人在19世紀70年代僅僅建造了8艘戰艦，美國總體上已經停止建造大型船隻，德國連組建一支艦隊的想法都沒有，中國和日本的艦隊更是有名無實。
在這種大環境下，鐵甲艦自然不可能獲得較大的發展動力。此外，也沒有足夠多的戰爭來檢驗和推動技術的進步。
正因為如此，在鐵甲艦時代，甚至還出現了撞角這樣非常古怪的設計。
複興撞角的理由似乎很有說服力：自劃槳戰艦時代結束以來，戰艦第一次可以完全不受風的左右，並且動力更加強大，速度更快，這就使撞角在理論上可以獲得更大的動能。而且艦殼外包覆裝甲使戰艦噸位增大，儲備浮力下降，水線下被洞穿會造成更大的損害。另一方麵，在技術發展的過程中，裝甲占據了上風，那個時代的大炮對付裝甲戰艦非常吃力，彈丸的毀傷效果相比風帆時代大為降低。因此，撞角戰術的複興便理所當然。
但是，無論理論多麼完善，實踐總是無法達到預期的效果。大部分安裝了撞角的戰艦馬力和靈活性都不夠，雖然它們號稱能夠修正航向，但是常常隻是剛剛改變航向就已經撞上了，所謂的撞擊隻不過是擦過，達不到理想的垂直角度。在美國內戰之後的30年裏，無論是美國海軍還是歐洲國家海軍在戰艦設計上都堅持安裝撞角。撞角戰術支持者念念不忘的最輝煌的勝利是1866年的利薩海戰。當時奧地利旗艦“斐迪南德·馬克斯”號成功撞擊了“意大利”號的舯部舷側，後者艦身隨即嚴重傾斜，最終沉沒。實際上，撞角在某些情況下對自己人的威脅更大。1872年，在愛爾蘭海域航行的中央炮位戰艦“鐵公爵”號撞沉了“前衛”號，事故的主要原因在於海上的濃霧和雙方的粗心大意。更能說明問題的事故發生在1893年6月22日的地中海，由於總司令喬治·特萊恩爵士向座艦“維多利亞”號下達了危險的機動指令，導致“維多利亞”號被“坎佩當”號撞沉，他本人也在這次事故中喪生。
進人19世紀90年代之後，各國都開始擴建海軍。此時海軍的發展之所以加速，不僅是因為武器裝備和設計上有長足的進步，更是因為有政治意誌和海權理論的強力推動。之前在技術層麵上一直處於弱勢的英國海軍終於趕上了其他歐洲國家，並開始引領海軍進步的潮流。1892年，英國人建造出了世界上第一艘采用全鋼質艦體的戰列艦——“皇家君主”號，該艦隨後成為各國戰列艦設計的樣板。它采用4門雙聯裝主炮，以前後各配置一個炮塔的方式安裝在艦身縱軸線上，加強了副炮群的數量及射角分配，能將所有火力集中於側舷。
此後，戰列艦普遍采用鋼質艦體，滿載排水量可達到12000噸；裝備兩種口徑的主炮：一級主炮布置在艦體縱向中軸線上，口徑達到300-350毫米，用於對抗敵方主力艦，二級主炮布置在艦體兩側，用於對抗巡洋艦及輕型軍艦；艦體防護裝甲的厚度達到230—450毫米；航速為16—8節；動力多采用複式蒸汽機。除了英國，法國、德國、美國、日本、意大利、俄國、奧匈帝國、奧斯曼帝國等國的海軍此時也紛紛建造或進口大批戰列艦，戰列艦已經成為海軍強國實力的象征。
鐵甲艦時代的海戰本質上是二維的。就是說，水麵戰艦是海軍力量中唯一具備遠洋航行能力的工具，它主要的對手是敵方的水麵戰艦，或者是海岸炮台，但這隻有在水麵戰艦行駛到其射程範圍之內時，它才成其為一個威脅。
所以，在這個時代，起決定性作用的是海麵上的戰鬥，水麵戰艦具有至高無上的地位，而水下、水麵、空中三維戰爭局麵的形成，要等到鐵甲艦時代行將結束時才出現。