海上絲綢之路所采用的航線主要是以通商貿易為主。與此同時，唐王朝還開創了對東方、北方的，以政治通使為目的的航線。唐王朝廣泛地派出非貿易船，與渤海（今東北吉林一帶）、高麗、新羅、百濟及日本往來，以促進各國人民的友好往來。不過，其中最具代表性的還要算中日交往。
唐代的中日海運，大致可分為前後兩時期。前期是日本派出的遣唐使舶，以日本船和新羅船為多，所走航線多以沿朝鮮半島北行，經遼東渡渤海口至山東半島登陸，即所謂北線。這條航線雖然可以避黃海的風浪，但航程遠、時間長。後來為了避開新羅改走了南線，但因船舶和航海技術的限製，往往被東海或黃海的風浪所毀壞。因此，後期大都改用唐人駕駛的唐舶，多采用直接橫渡東海，這條航程是最近的中日航線。
從唐太宗貞觀五年（公元631年），至唐文宗開成三年（公元838年）的２００多年間，中日使者來往共15次，其中5次有唐使赴日。初唐時期，日本共派出7次遣唐使，每次船舶不超過2艘，人數在200人左右，規模不大，其航路仍循隋代路線，即經壹岐、對馬島、濟州島而至百濟（今朝鮮半島南部）。自百濟到唐有兩條航線，一為高麗西海岸和遼東半島，橫過渤海灣至登州（今山東蓬萊）登陸；一為從百濟西岸越黃海至登州上陸。這個時期日本製造和使用的船舶不堅固，不能抗風浪，尚未掌握季風的規律，所以遇逆風時多數隻好隨意漂流，經常船破人亡。
開元之後的盛唐至中唐時期，中日使者的往返共8次。此時，朝鮮半島上的新羅，統一了高麗和百濟後，尚未與日本通好，因此遣唐使舶被迫改行南線。但這條航線從博多灣（日本北九島）出航後，就要向南再向西直接橫越東海，比北線風險更大。但是這種風險不僅沒有阻礙中日航運的發展，日本反而派出更多的船舶和留學生，冒險西航。每次出航的船舶增加到４艘，人員多至６００餘人。一般均從九州南部的夜久，經大島向西渡海或從九州西南的值嘉島再越東海，如果順利可到達揚州，或在明州（今浙江省寧波港）登陸，然後再循著隋代開浚的大運河北上。他們回國的路線，也大都從上述港口出發。
唐朝海運事業的興旺發達，自然與唐朝較先進的造船技術和趨於成熟的航海技術分不開的。
唐代的內河船舶中，長20餘丈（折合分別約６６.６７米），載六七百人的已很普遍。唐代的海船更以其高大、性能卓越而著稱於世。意大利人菲勒在他撰寫的《中世紀的中國與非洲》一書描述得十分形象具體：“中國大約從公元600年開始，就建造具有五層甲板大噸位的帆船。這些帆船的體積很大，抗風浪的能力很強。”一位到過印度、中國經商的阿拉伯人蘇萊曼，以其親身經曆作了記載：“中國唐代的海船特別巨大，抗風浪的能力強，能夠在波斯灣裏暢行無阻。”他還著重提到：“唐代中國帆船由於體積很大，吃水太深，不能直接進入幼發拉底河口。”可見唐代海船竟然大到波斯灣第一大河都進不了的程度。
唐朝建造的船舶一方麵繼承和發展了前代長期演進形成的我國獨特的風帆型式，以及漢代即已出現的垂直懸吊的軸動舵；船殼則采用多層船板鐵釘釘合，桐油、石灰和麻絲撚縫等方法。另一方麵唐代造船采用的水密隔艙，是我國及世界造船史上的一項突出的創造。1973年在江蘇如皋出土的唐代木船實物，內部共分為9個水密隔艙。水密隔艙不僅使船殼的強度和抗沉性大大提高，而且這種橫梁和艙壁的結構特點，可以增加桅帆的數量，並提高風力推進的效果。舷側披水板是造船術的又一項重要發展。當時有一種名為“海鶻船”商船，在其左右兩舷均為浮板，形如鶻尾。這種披水板是船舶遇上側逆風和橫向海流時，防止船舶橫漂用的。
造船技術的領先必然促進造船基地的興旺發達、蓬勃發展，而造船基地的擴充增多，又進一步使造船工藝更趨先進、結構更為精良。據有關資料記載，唐代在全國沿江傍海地區普遍建立了造船廠。僅在揚子縣（今江蘇省儀征）一地就設立有造船工場１０個。徐州地區的洪州造船工場曾連續造了“浮海大船”500多艘。公元644年，唐太宗李世民為了東征作戰的需要，在洪、饒、江三州（今江西省南昌、鄱陽、九江）大造戰船，在很短時間內就趕造出400多艘各種戰船。後來又在江南十二州造船幾百艘，在四川造出的一批戰船，大的長達百餘尺。