מרכיב מרכזי נוסף המבטיח טעינה ופריקה יעילה הן מסילות הספנות, מסילות מתכת אנכיות המבטיחות כי כל מכולה תונח באופן מדויק, אחת על גב השנייה. המסילות מונעות תנועה של המכולות בבטן האונייה בעת השיט. המסילות הן מרכיב כה בולט בין מאפייני אוניות המכולות, עד כי ועידת האו"ם לסחר ופיתוח משתמשת במאפיין זה כדי להבחין בין אוניות מכולות לאוניות מטען כללי.
כדי לאתר את מיקומה של מכולה על גבי אוניית מכולות נעשה שימוש בשיטה תלת-ממדית. המימד הראשון הוא השורה. את שורות המכולות מונים מחרטום האונייה לעבר ירכתיה. המימד השני הוא השכבה: מונים את שכבות המכולות המונחות זו על גבי זו, מתחתית הספנה ומעלה. המימד השלישי הוא הטור: מונים את המכולות בשורה החל מקו האמצע של השורה. המכולות בצד שמאל של האונייה ממוספרות במספרים זוגיים עולים מקו האמצע לעבר הדופן. המכולות בצד ימין של האונייה מקבלות מספרים אי-זוגיים באופן דומה.
מערכות קשירה ועיגון.
באוניות מכולות קיימות מערכות רבות ושונות כדי לאבטח את המכולות הנמצאות על האונייה, זאת בהתאם לסוג האונייה, סוג המכולה, ומיקום המכולה על האונייה. אחסון מכולות בספנת האונייה המחולקת לתאים שעל דפנותיהם מסילות, היא הפשוטה ביותר. בתוך הספנה ננעלות המכולות יחד ליציבות מרבית. מעל הסיפון, שם לא קיימת התמיכה הנוספת של מסילות, יש צורך בציוד עיגון וקשירה מורכב יותר. קיימות שלוש מערכות אבטחה עיקריות בשימוש בעולם: מערכות קשירה, מערכות נעילה, ומערכות תמיכה (buttress). מערכות הקשירה מעגנות את המכולות אל גוף הספינה באמצעות כבלי פלדה, מוטות פלדה, או שרשרות הנמתחות בכוח. יעילות הקשירה עולה על ידי נעילת המכולות יחדיו, אם באמצעות קונוסים פשוטים ממתכת, או מנעולי סיבוב (twist locks) הננעלים לחורים מותאמים בארבע פינות המכולה. מנעול סיבוב לעיגון מכולות עשוי מפלדה מחוזקת וברזל יצוק והוא עמיד למתיחה בכוח 34 טון, ומאמץ גזירה של 48 טון.
באוניות מכולות גדולות, בהן נערמות מכולות על הסיפון לגובה רב, קיימים מגדלים גבוהים בכל קצה של ספנת המטען. ככל שנערמות המכולות זו על גבי זו, מתווספת להן מסגרת קשיחה ממתכת המעגנת כל שכבה יחדיו ואת כולן אל המגדלים.
מאפייני צי אוניות המכולות.
נכון לשנת 2010 אוניות המכולות היוו 13.3% מכלל צי הסוחר בעולם בנתוני מעמס. המעמס הכולל כל אוניות המכולות בעולם גדל מ-11 מיליון טון מעמס (DWT) בשנת 1980 ל-169 מיליון טון מעמס בשנת 2010. המעמס המשותף של אוניות מכולות ואוניות מטען כללי, הנושאות אף הן מכולות לעיתים קרובות, מהווה 21.8% מכלל צי הסוחר בעולם.
נכון לשנת 2009 הגיל הממוצע של אוניות מכולות בעולם היה 10.6 שנים. זהו הצי הצעיר ביותר בין אוניות צי הסוחר, אחריהן אוניות צובר בגיל ממוצע של 16.6 שנים, מכליות בגיל 17 שנים, אוניות מטען כללי בגיל 24.6 שנים, ואוניות אחרות בגיל 25.3 שנים.
רוב אוניות המכולות בעולם הבנויות עם תאים מיוחדים (בעלי מסילות) לקליטת מכולות נעות בקווי שרות סדירים, בהם האונייה מבקרת בשורה של נמלי סוחר על פי לוח זמנים קבוע. נכון לחודש ינואר 2010, 20 חברות הספנות הגדולות שלטו על 67.5% מקיבולת אוניות המכולות המחולקות לתאים, ולהן 2,673 אוניות אשר בכל אחת 3,774 TEU בממוצע. שאר 6,862 אוניות המכולות המתמחות בעולם, היו בקיבולת ממוצעת של 709 TEU בלבד.
הרוב המכריע של אוניות מכולות מתמחות השטות בקווים סדירים הן בבעלות בעלי ספינות גרמנים, 75% מן האוניות הן בבעלות סוחרים מן העיר המבורג. בקרב חברות הספנות המפעילות קווים סדירים מקובל להוסיף לצי שבבעלות החברה אף אוניות חכורות. כך למשל, בשנת 2009 48.9% מן האוניות שהפעילו חברות הספנות הסדירות הגדולות היו חכורות.
דגל ימי.
החוק הבינלאומי קובע כי כל אוניית סוחר חייבת להיות רשומה במדינה מסוימת ולהניף דגל ימי. הדגל מכריז על המדינה האוכפת חוקים ותקנות על כלי השיט והמתחייבת לבחון את מצבו של כלי השיט מעת לעת, כדי לאשר כי ציוד הספינה וצוותה עומדים בתקנות, וכן הספינה עומדת בתקני הבטיחות ומניעת זיהום סביבתי. על כל אלה חייבת האונייה לשאת תעודות רשמיות. נכון לשנת 2006 הלשכה האמריקאית לסטטיסטיקה של תעבורה מנתה 2,837 אוניות מכולות בעולם שלהן מעמס העולה על 10,000 טון ארוך (long ton). 541 אוניות היו רשומות בפנמה. בשבע מדינות נוספות היו רשומות מעל 100 אוניות מכולות גדולות בכל אחת: ליבריה (415), גרמניה (248), סינגפור (177), קפריסין (139), איי מרשל (118), ובריטניה (104). דגלי פנמה, ליבריה ואיי מרשל נחשבים על ידי הפדרציה הבינלאומית לעובדי תעבורה כדגלי נוחות. לצורך השוואה, בשתיים מן המדינות הבולטות בבעלות על ציי סוחר: ארצות הברית ויפן, היו רשומים רק 75 ו-11 אוניות מכולות, בהתאמה.
רכישת אוניות.
בשנים האחרונות נוצר עודף של אוניות מכולות בעולם, דבר שגרם לירידת מחירים של אוניות חדשות ומשומשות גם יחד. בין השנים 2008 ל-2009 ירדו מחירי אוניות מכולות חדשות ב-19–33%, בעוד שמחירן של אוניות בנות 10 שנים ירד ב-47–69%. במרץ 2010 המחיר הממוצע של אוניית מכולות מצוידת במנופים, במעמס 500 טון היה 10 מיליון דולר, בעוד מחירן של אוניות מכולות ללא מנופים בקיבולת של 6,500 TEU ו-12,000 TEU היה 74 מיליון דולר ו-105 מיליון דולר, בהתאמה. באותה עת מחירן של אוניות מכולות מאובזרות במנופים בנות 10 שנים היה: 4 מיליון דולר לאונייה בקיבולת 500 TEU, 15 מיליון דולר לאונייה של 2,500 TEU, ו-18 מיליון דולר לאונייה של 3,500 TEU.
בשנת 2009 מסרו המספנות לרוכשים 11,669,000 טון מעמס כולל של אוניות מכולות חדשות. יותר מ-85% מכלל קיבולת האוניות החדשות נבנו בקוריאה הדרומית, סין ויפן. בקוריאה לבדה נבנו 57% מן האוניות במונחי מעמס. אוניות מכולות חדשות היוו 15% מכלל מעמס האוניות החדשות בצי הסוחר העולמי, במקום השלישי לאחר אוניות צובר חדשות (28.9%) ומכליות נפט (22.6%).
גריטה.
רוב האוניות יוצאות משרות פעיל בצי הסוחר בתהליך הקרוי גריטת אוניות. תהליך של גריטה נדיר לאוניות צעירות מ-18 שנים, או וותיקות מ-40 שנים. בעלי האוניות וקנייני הגרוטאות מסכימים על מחיר האונייה כגרוטאה על פי מספר גורמים, בהם משקלה הנקי של האונייה, מחירי גרוטאות המתכת בשוק העולמי, ועוד. מחירי אוניות גרוטאה ידעו תנודות חדות בשנים האחרונות, המחיר של אונייה גרוטאה ריקה נע מרמה של 650 דולר לטון באמצע שנת 2008 לשפל של 200 דולר לטון בתחילת שנת 2009, ושוב ידע עליה לרמה של 400 דולר לטון במרץ 2010. נכון לשנת 2009 יותר מ-96% מגריטת האוניות בעולם נעשית בסין, הודו, בנגלדש ופקיסטן.
המשבר הכלכלי העולמי אשר החל בשנת 2008 גרם לעליה גדולה מן הרגיל של מספר האוניות שנמכרו לגריטה. בשנת 2009 אוניות מכולות בקיבולת כוללת של 364,000 TEU נגרטו, לעומת 99,900 TEU בלבד בשנת 2008. בשנת 2009 היוו אוניות המכולות 22.6% מכלל מעמס אוניות הסוחר שנגרטו. למרות העלייה בנפח גריטת האוניות, רק 3% מקיבולת אוניות המכולות בעולם נגרטו בשנת 2009. הגיל הממוצע של האוניות שנגרטו בשנת 2009 היה 27 שנים.
אוניות ענק.
שיקולים כלכליים הם שהכתיבו עליה הדרגתית בגודל אוניות המכולות וזאת במטרה לחסוך בעלויות, אולם קיימות מגבלות מסוימות המכתיבות את גודלן המרבי של אוניות מכולות. המגבלות העיקריות הן מצאי מנועים גדולים דים ומצאי נמלים ומסופי מכולות המצוידים באופן מתאים לפרוק ולטעון ביעילות אוניות מכולות בגודל ענק. נוסף לכך, בכמה מנתיבי המים המרכזיים בעולם קיימות מגבלות גודל לכלי השיט העוברים בהם, הבולטים בהם: תעלת סואץ ומצר סינגפור.
בשנת 2008 הכריזה מספנת STX מקוריאה הדרומית כי בדעתה לבנות אוניית מכולות בקיבולת של 22,000 TEU, באורך מתוכנן של 450 מטר ורוחב 60 מטר. אם תיבנה אונייה זו היא תהיה לכלי השיט הגדול ביותר בעולם.
כיוון שגם אוניות המכולות הגדולות ביותר הן בעלות שוקע קטן יחסית למכליות ולאוניות צובר גדולות, עדיין קיים מקום רב לגידול בממדי אוניות המכולות. בהשוואה לאוניות המכולות הגדולות ביותר בעולם, נכון לשנת 2011, אלה מסדרת Emma Mærsk בקיבולת 15,200 TEU, אונייה בקיבולת של 20,000 TEU לא תהיה גדולה בהרבה בממדיה החיצוניים. על פי הערכה משנת 2011, אוניית מכולות ענקית בקיבולת 20,250 TEU תהיה באורך 440 מטר וברוחב 59 מטר, בהשוואה לסדרת Emma Mærsk באורך 397.71 מטר ורוחב 56.40 מטר. אונייה כזו תהיה במעמס של כ-220,000 טון. אונייה בממדים כאלה תהיה קרובה למגבלת הגודל המרבי בתעלת סואץ, אולם לא תיתקל בקשיים כלשהם במצר מלאקה או במצר סינגפור, שם מגבלת הגודל היא שוקע של 21 מטר, הרבה יותר מכל אוניית מכולות הנמצאת היום בתכנון. בשנת 2011 הכריזה חברת מארסק על תוכניותיה לבנות סדרת אוניות מכולות בסדרת "Triple E" בקיבולת של 18,000 TEU, באורך 400 מטר, אשר תהיינה חסכוניות בצריכת דלק. עד לחודש יוני 2015 נכנסו לשירות החברה 20 אוניות בסדרה זו.
אף מצאי מנועי ראשיים לא יהווה ככל הנראה גורם המגביל את גידול אוניות המכולות. העלייה במחירי הדלק הביאה לכך שיותר חברות ספנות מאמצות מנועים איטיים יותר, חסכוניים בדלק, המתאימים למהירות שיוט של 21 קשר, בהשוואה ל-25 קשר באוניות מכולות שנבנו בעשור הראשון של המאה ה-21. כתוצאה מכך ניתן לצייד אוניות מכולות חדשות במנועים ראשיים קטנים יותר באופן יחסי. באופן זה, מנועים ראשיים של אוניות בקיבולת 14,000 TEU הם גדולים דים כדי להניע אוניות מכולות בקיבולת 20,000 TEU.