使一艘體積巨大的鋼鐵船航行在海上，需要過去造船業完全沒有的三項技術：一是金屬結構技術，可建造更大、更堅固和更輕便的船體；二是螺旋槳推進，可以更有效地使用動力，產生比明輪更大的速度；三是汽輪機，它與減速齒輪裝置及高壓鍋爐聯合使用，把燃料轉變成運動能量。
完全用金屬造的船“艾倫·曼比”號出現於“克萊蒙特”號問世後15年，於1821年下水。但它沒有受到重視。1834年，一場大暴風雨把許多船刮到英國海岸，巨浪把木船打得四分五裂，而一艘鐵造的38米長的“加裏·歐文”號隻受到輕傷，並靠著蒸汽動力回到了港口。12年後，第一艘全用金屬製造的班輪“大不列顛”號在愛爾蘭附近觸礁擱淺近一年還沒有破裂，後來被拖救出險，又恢複了航運。這些情況引起了船隻建造者們的普遍重視。
“大不列顛”號的建造人布魯納於1858年造成了全部鐵製的“大東方”號。這艘船比過去任何船都大，重18000噸，裝有5000馬力的發動機。這條船長213米，寬約26米，載客4000名，同時載煤12000噸。這些燃料足夠繞好望角開往遠東，再繞南美合恩角回到歐洲。同時應用螺旋槳和明輪推動，並裝有桅杆，可以作為帆船使用。“大東方”號在大西洋上行駛了幾年，又在大約10年間用來鋪設大西洋電纜，最後停泊在麥西河上充當水上宮殿，變成了遊樂場。
從1850年到1880年的30年中，是鐵船的黃金時代。1879年製造了一艘鋼船“羅特馬哈”號，從此鋼船逐步地代替了鐵船。到1881年，所有在建造中的汽船有80％采用了鋼。鋼船的時代從此開始了。
船艦從木質到鋼鐵身軀，更加適應了社會的發展，在政治、經濟、軍事等方麵發揮了重大作用。
導航技術的發展
古人憑天象和自然景物導航
在現代造船業興起以前，航海主要依賴水手極為寶貴的經驗和一些簡單的工具及技術。
早期的航海家們通常沿著海岸航行，晚間則靠岸停泊。他們特別注意尋找各種可見的航標，或傾聽可以幫助領航的音響，如鍾響浮標或霧笛發出的聲音，就可以算出船已經在哪兒了，從而相應調整航線。此外，他們已經懂得使用測深索選擇航道。一位希臘曆史學家記述道：“當你靠近非洲海底，水深隻有20米，而且如果同時測錘上的油蠟被弄汙，帶起了某一種泥沙，這時，亞曆山大港就快到了。”測深索對古代航海家的幫助很大。
古代的航海家們白天根據太陽的方位大致決定航向，到了晚上就靠星辰導航。古波裏尼西亞人有時甚至帶上充足的食糧和用品，乘坐長18米的獨木舟，做3200多千米的遠航，曆時數星期。這真是人類憑著經驗和知識而進行的壯舉。
北極星在古人航海中起到標誌性作用。古代航海家們認為，要把握住向東或向西的固定航線，必須確實使自己總是處在北極星每夜都與地平線保持相同距離的位置上。他們把風向繪製成羅盤狀的風圖，稱為“風玫瑰”。航海時根據太陽的位置估計風向，再與“風玫瑰”對比找出航向。“風玫瑰”一直為航海家所沿用，中古時還繪在航海圖上。
古人發明出各種方法來在迷失方向時尋找方向。挪威大探險家弗洛基·維傑達爾森第一個駕駛維京船從挪威到達冰島，他出航時總帶上一籠烏鴉，估計離陸地已近便把烏鴉放出去。如果烏鴉在船的上空盤旋，然後回到甲板上，那說明烏鴉看不到陸地，離岸還遠，他就繼續航行。可是，如果烏鴉有目的地振翼飛去，就證明陸地不遠了。水手還可以靠觀測雲情、洋流來探清航線。從天氣很熱的大塊陸地上空升起很高的、像是白色堡壘的對流雲，顯示出在遠方地平線下肯定會有環狀珊瑚島。有經驗的水手在甲板上就感覺到得到洋湧和極輕微的洋流，借此導航。
氣味也能為古人導航，陸地一些特殊的氣味如橙子花的香氣、野草的香氣、燒木頭的香氣等，晚風可以把這些氣味吹送到80千米之外的海上。水手可依據氣味的方向判斷陸地的位置和船所在的位置，從而像利用無線電導航儀那樣準確地回到家裏。
從指南針到現代陀螺羅經
我國在4000多年前的黃帝時代就發明了指南針，戰國時代已經開始應用“司南”。大約在公元前1世紀，我國的巫師用一個按北鬥七星的形狀用磁鐵礦做成的勺子，放在一個光滑的銅天盤上指示北極。大約在公元1090年，我國的領航員將指南針應用在了導航實踐上。