學過物理的人都知道，水的比重為1，比重比水大的物質將沉入水中。
鋼鐵的比重為7.8，所以，拿一塊鋼鐵擲入水中，它很快就會沉入水底。
可是，大家又會現這樣一個現象，現代船舶大多是由鋼鐵製造的，它們不僅自身浮在水上，而且還能裝載很多東西。這又是為什麼呢？
瞭解浮力的朋友會很快告訴我們，鋼鐵船舶之所以能浮在水上，是由於受到浮力作用。
浮力是古希臘物理學家阿基米德在2ooo年前現的，而且，阿基米德根據自身的反覆實踐得出了這樣一條規律：物體在水中所受的浮力的大小和物體本身所排開的水的重量相等。如果物體所受的浮力大於自身重量的話，物體就會浮在水面。相反，如果物體所受的浮力小於自身重量，物體將會沉入水中。
鐵塊沉入水中是因為鐵塊本身所受的浮力小於鐵塊本身的重量，而一旦我們將鐵塊稍加改變，情況將又會有所變化。比如，把鐵塊壓成鐵板，然後加工成一隻空心的盒子。當鐵盒子放入水中時，盒子本身所受的浮力與盒子排開的水的重量相同，浮力作用於盒子的底部，支撐著盒子，使它不會沉沒。要是盒子重量增加，盒子就會下沉，那麼，盒子排開的水就會增加，也就是說，盒子本身所受的浮力就會增加。一旦盒子本身的重量比盒子本身排開的水的重量輕時，盒子就不會下沉。
鋼鐵輪船與鐵盒子在水上漂浮的道理一樣。輪船所以不會沉入水中而在水中漂浮，是由於輪船浸在水中的體積比用來做成船殼的鋼鐵本身的體積大得多。
大家知道，船舶浮在水上所排開的水的重量叫排水量，它與船體在水中所受到的浮力大小相等。船體浸在水中的深度稱為吃水，由於船體建造前後左右不均，故船體各部分吃水並不相同，一般測量船體艏部的艏吃水和船體艉部的艉吃水。船體和水面的交線稱為吃水線，也叫水線。船體浸在水中所受的浮力大小隨著載物的多少而變化，貨裝多了，船體浸在水中的深度增加了，船在水中所受的浮力也增加了。
不過，鋼鐵成為造船材料是經過了一番激烈鬥爭而得以實現的。
鋼鐵最初是與其他金屬（比如銅）一起走上船舶的。當時，鋼鐵等金屬用來包裹木船船舷，防止木船被撞壞。後來，戰船出現了，人們又在船和船尾包裹厚厚的鋼鐵，用以撞擊敵船。
經過長時間的實踐，有人萌生了這樣一個想法：如果將木船外表全部用鋼鐵包裹，那麼用作戰船將更加牢固。於是，鐵殼木質船出現了。
鐵殼木質船的長期使用使人們現了這樣一些現象，一個船隻的木質全部腐爛之後，其鐵殼仍能浮在水面上。於是，又一種設想萌生了：用鋼鐵做成鋼鐵船。
用鋼鐵做成鋼鐵船的設想一出現，一些意想不到的阻攔紛紛出現了：
有人說：鐵船易生銹，難保養。後來，人們明瞭防銹漆，初步解決了鐵船生銹的問題。
又有人說：鐵船重，跑不快。可事實說明，由於鋼鐵堅固，船殼可以做薄些，所以，鋼鐵船體比裝載同樣噸位貨物的木船還要輕。而且，鋼鐵船體比木質船體外殼所受的阻力小，所以，鋼鐵船舶比同樣噸位的木船跑得更快。
還有人說：鋼鐵船如若中了炮彈，鐵殼破裂會炸傷人。後來的事實說明，炮彈擊中鐵船不會燃燒，鐵殼破裂後也不亂飛，而且，如果在船體的重要部分裝上厚厚的鋼鐵殼，大炮甚至炸不開它。
至於什麼「鐵殼惹鬼」、「鐵殼不吉利」、「鐵殼影響海龍王巡視」之類的迷信說法，更是不值一駁。
不過，鋼鐵船舶的建造就有個外殼連接的問題。最初，人們是用螺釘、鉚釘連接的。由於這種方法笨重、勞動量大、質量差，影響了鋼鐵船舶的展。後來，焊接工藝出現了，於是，用焊條來使構件熔化而連接在一起的新型鋼鐵船舶出現了。
現在，大多數船舶是用焊接工藝連接而成的鋼鐵船舶。
早期船舶的推進工具是篙、槳、櫓、帆。那麼，現代船舶是用什麼來推進的呢？
也許有人會說，現代船舶還有用篙、槳、櫓、帆來推進的。是的。但是，現代船舶中用篙、槳、櫓、帆來推進的，是一些非常次要的小船，與原始船舶一樣，它們被人們稱為「慢牛」，而現代的船舶主要是用機器帶動推進器運轉來推進船舶航行的。用機器來推進的船舶被人們稱為「機動船」或「輪船」，更有人形象地稱它為「水上快馬」。
最早應用在船舶上的機器是蒸汽機，它出現於19世紀初。蒸汽機由汽缸、活塞、氣閥、曲軸、連桿等組成，當用煤或其他燃料將鍋爐中的水燒成蒸汽，蒸汽又通過氣閥進入氣缸，借助蒸汽的推力，推動活塞做往復運動，由連桿帶動曲軸做往復運動，曲軸帶動槳輪運轉，從而推動船舶前進。
由於蒸汽機結構簡單、方便，因此而風靡一時，我國也於1865年建成了第一艘蒸汽輪船，該船每小時可航行25公里。
不過，蒸汽機體積大、重量大，但出的馬力卻非常小，蒸汽機帶動小船航行度尚可，一旦帶動噸位較大的船，度就顯得降低了，甚至比不上一些航較快的帆船！
後來，科學家們又在蒸汽機的基礎上明瞭蒸汽輪機。蒸汽輪機是讓鍋爐中燒出來的蒸汽通過噴嘴衝到裝有葉片的輪上，使葉片轉動，進而帶動推進器推動船舶。與蒸汽機相比，蒸汽輪機效率高、馬力大、振動小，重量、體積也小。
不過，蒸汽輪機也有難以克服的缺點：構造複雜，製造困難，造價高，不能開倒車。於是，人們又開始了更新型機器的研製工作。
1897年，德國人基塞爾明瞭一種可使用較重、較低廉燃料油的內燃機。內燃機由氣缸、活塞、連桿、曲軸構成，利用燃油在氣缸內直接燃燒，燃燒後氣體膨脹，推動活塞運動，再通過連桿，使曲軸轉動，帶動推進器。與蒸汽機相比，內燃機具有體積小、效率高、功率大等一系列無可比擬的優點，因而很快就被用做船舶的動力。內燃機的燃料有柴油、汽油、煤油、煤氣、天然氣等，依據所使用燃料的不同，分別稱為柴油機、汽油機、煤油機、煤氣機、天然氣機等。船用內燃機主要是柴油機。目前，內燃機已廣泛應用於各種類型的船舶上，成為當前最主要的船舶動力。
隨著海洋運輸和海上軍事競爭的日益加劇，船越造越大，度要求也越來越高，內燃機就顯得力不從心了，而且為適應大功率的要求，內燃機的體積也過於龐大，一艘萬噸級船舶所用的柴油機竟有三層樓高！最近4o年時間內，人們又明瞭新型的旋轉式動機——燃氣輪機。它具有馬力大、啟動迅、噪音低、維護管理容易、換裝主機時間短的優點，是船舶動力的又一革新。
在燃氣輪機中，空氣先經過壓縮機壓縮，提高溫度，通入燃燒室，燃油在燃燒室中燃燒後，產生高溫燃氣，再通過噴嘴衝動裝有葉片的轉子，或者直接通過葉片而噴出，使轉子高轉動。
在展內燃機、燃氣輪機的同時，人們還明瞭核動力和導推進動力。核動力即原子能動力，通過原子能反應堆產生出原子能，進而帶動推進器運轉。導動力即利用導原理製成的導電機推進船舶前進。
在展機器動力的同時，船舶推進器也得到了展。最初，船舶推進器採用的是酷似我國古代車船上輪子一樣的槳輪，後來，人們現了早在15世紀的螺旋槳構思很有新意，並在18o2
年由美國新澤西州人約翰·史蒡文斯造成了第一艘螺旋槳船。儘管這條螺旋槳船和富爾頓之後設計的螺旋槳船均建成，但是，人們卻不能相信小小的螺旋槳會比巨大的槳輪優越，所以，在螺旋槳出現之後很長的一段時間內，蒸汽動力遠洋船仍很少用螺旋槳推進，而是採用舷側明輪打水推進。裝在舷側的明輪在風浪較平靜時航行比較順利，在風浪較大時，由於輪船的劇烈橫搖，往往一側的槳輪脫離水面無法打水，使槳輪空轉，不僅浪費動力使船減慢，而且使船舶難以操縱。1844年，「大不列顛」號用蒸汽機帶動螺旋槳推動輪船橫渡大西洋成功，證明了螺旋槳推進的可靠性。1845年，英國海軍部又在用螺旋槳推進的巡洋艦「響尾蛇」號和用明輪推進的汽船「愛裡克托」號之間安排了一場有趣的比賽。動力相當的兩艘船的船尾相互繫牢，獲得信號後就全開航。「響尾蛇」號的螺旋槳飛快地轉動，「愛裡克托」號的明輪猛打著水。結果是前者獲勝，後來被倒拖過來，船尾向前以2.5節的度被拖著跑。
這一場震驚造船界的水上「拔河」比賽以螺旋槳的勝利告終。但是，保守的英國海軍部還是不肯在所有的軍艦上裝備螺旋槳。直到19世紀中葉，帝俄的大炮在克里米亞海戰中把英**艦上的明輪推進器輕易地擊毀後，才使英國海軍清醒。從此，英國才將所有的軍艦上的推進器都改為螺旋槳。與此同時，其他各國海軍也吸取了英國海軍的教訓，紛紛採用螺旋槳。之後，商船也逐步以螺旋槳代替明輪。
天文導航和指南針導航這兩種方法使人們擺脫了海岸，但在霧天、陰天和複雜的海區就可能出現誤差而釀成悲劇。後來無線電導航和雷達導航以及衛星導航誕生後，人類才真正地做到了「海闊憑船行」，才真正地獲得了海上航行的自由。航海學家們把其稱為「並不轟動但極有力量的航海革命」。
無線電導航就是接收沿岸設置的導航台中較近的兩個導航台同時來的無線電信號，根據這兩個導航台出信號到達艦船的時間差計算出這兩個導航台與船隻之間的距離差。比如距離差為零，那麼，船隻只能在兩個導航台連線的垂直線上的任何一點。比如距離差為1oo，那就可能在圖上劃出的曲線上得到一個距離差曲線，當然無法測出艦位，但既然測一個時差可得一個距離差曲線，那麼連續測兩個時差，或者兩部儀器同時測一個時差，兩條距離差曲線的交點就是艦位了。以上介紹的就是無線電導航最基本的原理。後來人們又變測時差為測信號電磁波的相位差，從而提高了導航精確度和導航距離。
雷達導航是依靠雷達螢光屏上目標顯示的變化情況而引導航行的。大家都知道，雷達是由天線、射機、接收機、顯示器、電源組成的，而雷達也是利用無線電來測定目標方位、距離的。當雷達的射機射出的電波遇到障礙後，就被反射回來，被接收機接收到，便在顯示器的螢光屏上顯示出來。根據回波的方向便可測定目標的方位，根據射電波到回收電波的時間，可計算出被測定目標的距離。船舶在海上航行時，打開雷達，周圍二三十海里的目標都顯示在螢光屏上。只要選擇近而顯影清楚的小島、海角等目標，測定三個目標的距離，以目標為圓心，距離為半徑，用圓規畫出三個圓弧，圓弧的交點就是艦位了。知道了艦位，也就知道了船舶應該航行的方向。在霧、雨、雪等不易看清前方的情況下，整個航行途中均啟動雷達，還可防止與其他船舶相撞。這與前面測知艦位的方法相反，即時刻觀察本船前方有無「目標」，如有，則在螢光屏的亮點上用色筆點描出點「1」，過1∼2分鐘，亮點移動，得出點「2」，再過1∼2分鐘，亮點再移動，得出點「3」。把1、2、3三點連成一線，如果連線指向螢光屏中心或接近中心，也就是指向本船的話，表明跟來船有碰撞危險，應採取避讓措施。假如1、2、3點連線是1、2』、3』三點，即連線指離螢光屏中心（即船位），就不存在碰撞危險，不必避讓。
衛星導航是借助衛星引導船舶航行的方法。研究和應用衛星進行導航時間很短，至今才有4o多年的歷史。1957年，美國霍普金斯大學應用物理實驗室的研究人員在跟蹤前蘇聯射的世界上第一顆人造地球衛星的時候，忽生奇想：既然我們站在地球上能夠測出衛星的位置，那麼，人們運用衛星也一定能夠測出地球上一些設施的位置。這一設想萌生後不久，人類就進入了用人造衛星進行導航的新時代。
導航衛星直徑只有5o厘米，儘管它的個頭不大，但它小小的身軀中卻裝滿了多樣多種的現代化儀器，有無線電接收機、信息編譯器和存貯器，這些儀器能接收地面送來的信息，進行編譯工作，然後將信息存起來。另外，衛星上還裝有無線電射機，不斷地按規定的程序向地球播信息。在衛星體外的下面裝有一副天線，既能收信息，又能信息。衛星體外的上面伸出一根很長的桿，桿頂有一重物，在衛星繞地球飛行時，由於離心力的作用，重物總是保持在外邊，結果，使衛星下面的天線始終向著地球，保證了無線電聯絡不間斷。
導航衛星上的電子儀器是需要電的，那麼衛星上的電源是哪裡來的，也許有人會猜想在上面建個小電站，也有人猜想是用射衛星前帶去的蓄電池，其實都不是。衛星上的電源是受到太陽光照射時就產生電能的太陽能電池。當然，衛星還帶有蓄電池。當太陽光照到衛星時，太陽能電池一邊給各個儀器供電，同時還給蓄電池充電，當衛星飛到地球的背陰部分時，太陽光照不到衛星，太陽能電池不電，蓄電池就成為電子儀器的電源了。
衛星導航實際上也是一個為船舶定船位的問題，它和前述的天文導航中測星星定船位有很多共同之處，都只要知道在不同時間星星或衛星和地球上船舶位置的具體關係，通過計算或作圖把船舶的位置確定下來。不過，這一切均已被科學家們完成了，根據這一原理設置的衛星導航儀就裝在現代船舶上，每當測量時，導航儀內的電子計算機便能夠根據電子儀器自動測量的數據自動計算出艦船的位置，並在螢光顯示器上顯示出來。