造船业在宋朝已经大有发展，在前朝积淀的基础上，元明时期的造船业达到了中国古代造船业的鼎盛时期。这一时期，造船能力强，船舶数量多、规模大，郑和船队及其实践和理论成果，则是中国古代造船业和航海活动达到顶峰的典型象征。
一、元朝的海运与船舶
元朝幅员辽阔，在继续沿用宋朝重要港口的基础上，还在上海、温州、杭州等处设立市舶司。航海贸易发展迅猛，来元朝贸易的国家和地区的人员，都是通过海上交通航行而来，元大都中外交流繁盛一时。归纳起来，元朝的海上交通航线主要有四条。
1.元朝海上航线
一是从大都经运河至黄河入海，向东航行可至今日朝鲜附近；或由杭州沿海北上至登州，驶向东北抵达朝鲜附近，最后通往日本。二是由今宁波港东渡至日本。三是由泉州或广州西南航经今越南河内，至今日的加里曼丹岛，而后东至菲律宾；或由加里曼丹南航至今日的印度尼西亚。
四是由泉州或广州到东南亚，途经今天的泰国、马来西亚、新加坡、印尼；在新加坡可以通过马六甲海峡到达今天的缅甸、印度、孟加拉、斯里兰卡，再往西南方向航行可到今天的马尔代夫群岛；或由斯里兰卡经印度南部到达今天的西亚、甚至可以到达南非的沿海国家。由此可见，元朝海上活动范围之广。
元朝统治者大力发展海上漕运和航海贸易。至元十九年到至正二十三年，先后开辟了三条海漕航路，漕运活动在东海和渤海区域频繁开展，促进了中国东北部沿岸的海上经济贸易发展。
2.元朝船舶类型多样
元朝的造船技术有较大水平的提高，所造船舶主要有三种：战船、漕船、海船。为了军事需要，元朝大力建造用于作战的船舶和培养水上作战的士兵。战船少则几百艘，多则几千艘，据资料记载的元朝战船累积起来有两万多艘，可见元朝当时战船数量之多和造船能力之强。
元朝的海运漕船主要有遮洋船和钻风船两种型制。《续文献通考》记载：“先是海运船有千料者，有四百料者，名钻风海船”，钻风海船是指载重量比较小的海船。遮洋船平头平底，船体扁浅，适应在沙多滩浅的地方行驶。元初的海船，来源方式多样，比如缴获南宋的战船、收集沿海民船、利用战船组建等。
后来元朝大力发展海上运输，建造大量型制的海船。比如元朝有四桅远洋海船，海船上有水手二百人，可载胡椒五、六千担。无风时人为地摇橹航行，且每一大船配备有二艘小船，以备拋锚时使用，体现了航行人员未雨绸缪的忧患意识。延祐年间《海道经》载：“合造海船，大者八、九千两（石），小者二千余石。”由此可知，元朝海船规模不一。元朝大规模的海上运输活动，不仅提升了元朝的造船能力，还推动了船型的改进，促进了中国古代造船业的发展。
二、明朝的船舶和海运
明朝船型数量增多、体型增大，特别是在建造大型船舶时采用了榫卯结构技术。关于明朝船舶论述的著作较多，有《南船记》、《天工开物》、《龙江船厂志》、《漕船志》、《筹海图编》、《武备志》等。
1.明朝的分类求实
《天工开物》记载明朝的船型，有“或以形名，或以量名，或以质名”等各类。依形而言，有“海鳅、蜈蚣、山梭”等仿生物船型；依量而言，有“万石船、四百料战座船”等；依质而言，有“楠木船、杉木船”等。《南船记》共四卷，作者以亲身领导龙江船厂建造舰船的经历与体验撰写而成。第一卷记录20多种船舶的图式、尺寸及数量；第二卷记载船舶数量和修造规定；第三卷记述各类工匠和主管官员的信息；第四卷记载造船案例和收船、料余及稽考等案例。
明朝茅元仪撰写的《武备志》，对海运、海防及航海有所论述，详实叙述各类各型战船的特点及其应用，包括广东船、大福船、开浪船、喇叭唬船等，其中尤以大福船为代表。《武备志》记载“福船高大如楼，可容百人，其底尖，其上阔，其首昂而口张，其尾高耸”。
福船有四层：第一层装压舱石以提高船舶稳定性，第二层为士兵居住的地方，第三层放置淡水柜，最上一层为露台，需从第三层登梯上去。为了满足不同需求和船舶整体的稳性，福船分层设置原理体现了分类、求实的科学思想。
2.郑和七下西洋
明朝海上交通活动，以郑和下西洋航行最为显著。在前朝造船业和航海技术的积淀下，明成祖积极支持郑和以政府名义七次下西洋，其规模和影响在中国航海史上、乃至世界航海史上都是罕见的。郑和下西洋是中国古代航海史上的空前壮举，是中国古代造船技术和航海技术的集中体现。
七次下西洋远航，足迹到达东南亚、南亚、西南亚、非洲东北部等，最远到达今天的索马里和肯尼亚一带。由此可见，郑和船队航程范围之广。郑和下西洋活动整个航行船队有人员两万七千多人，这需要高超的造船技术和航海技术做支撑，也需要雄厚的物力做保障。
郑和下西洋推进了华夏文明的传播，促进了我国航海事业的发展，其意义已经远超航海本身，成为世界航海史上浓墨重彩的一笔。关于郑和船队成功完成七次航海的经验，可以归纳为：首先郑和船队组织有序，有与之相应的造船设备、造船厂和海港物资基础；其次船队成员专业分工明确，多种行业人才的精准分工和高效合作；再者郑和船队定位导航技术先进，用罗经指示航向、用更数单位来计算航程；最后是宝船造船技术先进，将船体按船舶构造比例加宽后有效地提升了船舶抗沉性和稳性。
3.郑和宝船
从年到年，历时28年的郑和七下西洋的航海成就，是经过一千多年的封建社会生产实践积淀下来的。郑和下西洋船队浩大，最多时船队有艘，其中宝船62艘，在福建、浙江、江西、湖广、扬州等地都有造船场地。据《明成祖实录》记载，永乐元年五月至永乐十七年九月，建造或改造海船、海运船、宝船等不同用途的船舶约两千八百艘，建造地点范围之广，其造船技术可见一斑。
4.郑和宝船的规模
宝船，含“西洋取宝之船”之意。最大的郑和宝船，有上层建筑4层，外观样式豪华精美，并有9桅12帆，可见当时造船规模之大和造船技术之高。记录郑和宝船资料的文献，有谈迁的《国榷》、马欢的《瀛涯胜览》、罗懋登的《三宝太监西洋记》等。《国榷》，是编撰者谈迁花费30多年心血写著的一部翔实可信的明史。书中记载郑和第一次下西洋的情况：“役卒共二万七千八百七十余人。
宝船六十三艘，其大修四十四丈，博十八丈；次修长三十七丈，博十五丈。”《瀛涯胜览》，明朝马欢著，他前后三次随郑和船队下西洋，是随行的翻译。马欢将郑和下西洋时途经二十国的航路、海潮、地理气候、人文工艺等信息记录下来，期间花费35年时间进行修改和整理，最终完成了《瀛涯胜览》。
该书首次记载了郑和第四次下西洋的具体情况：“宝船六十三号，随行的官兵船员人数共有两万七千六百七十人。从宝船数量和所载随行官兵人数可知，郑和下西洋船队气势之浩大，可见明初高超的造船能力和造船技术之强。
罗懋登撰写的《三宝太监西洋记》记载了郑和下西洋五种船型，分别为宝船、马船、粮船、座船和战船，并对不同船型的桅数和长宽尺度有详细记录。从中可以看到船舶型制最大的宝船有九桅，其船舶长和宽皆比其它船型要大，宝船长宽比值和马船大体相同。根据不同需要而建造不同船型，且每个船型构造不一，体现了人们懂得根据实际情况而分门别类的求实、归类意识。
三、宝船工艺先进
身为中国古代四大船型之一的沙船船型，说的正是郑和宝船。这种沙船在纵向结构上，船底用数块厚板组成了两头窄、中间宽的平板梭形龙骨，搁沙时能承受船体上的所有重量，利于在沙滩上行驶。沙船的两舷有大橹直压到头部，能抗击风浪，由于它接近水面，还起着护舷木的作用。沙船在横向结构上，靠一道道坚实的水密横舱壁。
横梁架在隔舱板上，下置肋骨，既防止船型的扭曲变形又保证横向强度，使各舱各不相同。比如发生少数舱破损漏水时，不会导致全船沉没。宝船上水密横舱壁的设置，是中国先进造船技术的集中体现，它体现了人们对整体和部分关系的认识，具有系统化的科技思想意蕴。