בעקבות השיפור במצב הביטחוני גדל מספר התושבים בארץ ישראל מ-123,000 בראשית הכיבוש ל-206,290 בשלהי המאה ה-16.
משלהי המאה ה-16 החל המצב הכלכלי להידרדר. חולשת השלטון המרכזי העות'מאני בטורקיה הביאה להחלשות המנגנון המנהלי בארץ, לירידה ברמת המושלים, להשתלטות שליטים מקומיים ולהחלשת הכוח הצבאי. ההרעה הכללית במצב הביאה לירידה בפעילות הכלכלית בערים ולהפסקת הצמיחה בכפרים. למרות ההידרדרות הכלכלית השלטון הכביד את עול המיסים. חולשת הצבא נוצלה על ידי שבטי הבדואים, והם חזרו לפשוט בארץ.
המאות ה-17 וה-18.
במאות ה-17 וה-18 הוכנסו שינויים במבנה המנהלי. מראשית המאה ה-17 חולקה הארץ בין שני פלכים (וילאות): הפלך של צידון והפלך של דמשק. במאה ה-18 אזור יפו הוצא מסנג'ק גזה ואזור לג'ון צורף לסנג'ק עג'לון. הגבול בין פלך צידון לפלך דמשק השתרע תחילה מחיפה עד לדרום הכנרת, אבל אחר כך נלקח כל השטח מחיפה עד עתלית מפלך דמשק והועבר לפלך צידון.
המצב הכלכלי הירוד של שלהי המאה ה-16 נמשך גם במאות ה-17 וה-18. השלטון העות'מאני המשיך לגלות חולשה בתחום המנהלי והצבאי. פלישות הבדואים המשיכו להוות בעיה ביטחונית וכלכלית חמורה. מצב הביטחון הלך והחמיר, ושלטונם של המושלים היה מוגבל לתחומי הערים בלבד. המושלים זנחו את תפקידם ועשקו את התושבים. עושק הפלאחים הביא להתרוששותם, לאובדן חלקות אדמתם ולהפיכתם ללאריסים על אדמתם. בעלי האחוזות גבו מהפלאחים יותר מ-50% מהיבול בעוד שהמעשר שקבע השלטון היה 10% בלבד.
ארץ ישראל נשלטה בפועל על ידי שושלות של שלוש משפחות: רדואן – אבי השושלת היה עבד של הסולטאן סולימאן המפואר. המשפחה משלה באזור עזה ונחשבה למשפחה המכובדת והחזקה ביותר בכל הארץ; טֻרבּאי – המשפחה בעלת שורשים בדואים הובילה את גיסותיו של הסולטאן סלים הראשון כמורי דרך בעת כיבושו את ארץ ישראל. המשפחה משלה מלג'ון על מרבית צפון הארץ; ו-פרוח' – אבי השושלת היה עבד צ'רקסי של אחד מבני רדואן. הוא קיבל ממנו את תפקיד מפקד המשטרה (סובאשי) במחוז ירושלים והפך למושל המחוז בפועל. שלוש המשפחות אומנם העלו מיסים לסולטאן וקיבלו באופן רשמי את מרותו, אך למעשה שלטו בעצמן ברחבי הארץ. הן קיימו ביניהן קשרי נישואין ומסחר ענפים שהפכו אותן למשפחה אחת מורחבת השולטת בארץ בעצמה. בעתות מצוקה היה שטחן של המשפחות מתכווץ, אך שיתוף הפעולה המלא ביניהן אפשר להן להמשיך ולשרוד. השיתוף הכלכלי אפשר להן לשלם את המיסים הגבוהים לעות'מאנים והשיתוף הצבאי אפשר להן להחזיק מעמד מול אויבים חיצוניים ופנימיים. המשפחות זכו לקבל את התואר "אמיר אל-חג'" – האחראי על הובלת שיירות החג' מדמשק למכה. בזמן שאחת המשפחות הייתה מובילה את השיירה היו האחרות מקבלות ממנה את סמכויות השליטה באזור שלה. הדבר מדגיש את שיתוף הפעולה ואת האמון שנתנו המשפחות זו בזו. באמצע המאה ה-17 התחזק השלטון המרכזי בקושתא והוא החל לשלוח מושלים מטעמו לנהל את הארץ. במשך קרוב ל-20 שנה התחולל מאבק סמוי וגלוי בין המשפחות לנציבים הטורקים ולבסוף, סביב 1666 איבדו שלוש המשפחות את השלטון אך בפועל חלקים שונים של הארץ היו בידי מנהיגים דרוזים או בדואים כגון פחר א-דין השני במאה ה-17, ודאהר אל-עומר במאה ה-18.
אזור החוף שהיה נטוש עוד מימי השלטון הממלוכי והיעדר הגנה על השייט המסחרי אפשרו לשודדי ים להתנפל על אניות סוחרים. כמו כן הם נהגו לחטוף מוסלמים ולדרוש בעבורם כופר. המצב הביא את השלטון העות'מאני להגדיל את מספר החיילים על הספינות שנועדו להגן על הסחר הימי, ואף להקים כוח משימה מיוחד להילחם בשודדי הים, אך ללא הצלחה. במצב חל שיפור רק לאחר שהעות'מאנים הקימו ביצורי חוף ובנו מגדלי תצפית משני צידי מעגן חיפה (1722–1723). הקמת המגדלים אפשרה להפעיל פעילות מסחרית סדירה לאחר סילוק שודדי הים מבסיסם בחיפה.
בעקבות שיפור הביטחון בשייט המסחרי, התרחבו קשרי המסחר עם אירופה, ובמיוחד עם צרפת וסוחרים צרפתים התיישבו באופן קבוע בעכו. עכו שהייתה כפר קטן בראשית המאה ה-18, הפכה לעיר משגשגת ואוכלוסייתה גדלה. הסוחרים הצרפתים היו מעוניינים ברכישת כותנה גולמית לתעשייה הצרפתית. העלייה בביקוש לכותנה הביאה להרחבת שטחי העיבוד של האיכרים בגליל ובחלקים אחרים של הארץ. ענף יצוא החיטה התפתח ביוזמתו של דאהר אל-עומר הבדואי, שהשתלט תחילה על הגליל ואחר כך על אזורים נוספים. ב-1741 הוא חתם על עסקת חיטה גדולה עם צרפת, הפך את חיפה למרכז פעילותו הכלכלית והביא לגידולה ועלייה במספר תושביה.
ב-1774 ניצל אבו דהב, מפקד צבא מצרים, את חולשת השלטון העות'מאני ופלש לארץ. הוא צר על יפו וערך טבח בתושבים אך נבלם בדרכו לעכו ושב על עקביו.
ב-1775 מונה אחמד אל-ג'זאר למושל וילאת צידון וקבע את בירתו בעכו. ב-30 השנים שבהן משל (1775–1804), הוא הרחיב את שלטונו על כל ארץ ישראל ודיכא באכזריות כל ניסיון התמרדות. בתחילה הביא שלטונו ליציבות ולביטחון, אבל פעילותו פגעה באופן חמור ביצוא לאירופה וגרמה לפגיעה חמורה בחקלאות. הוא הקים שלטון ריכוזי והשתלט על סחר החיטה והכותנה. המונופול שכפה הכביד על החקלאים, הצר את צעדי הסוחרים והביא לסכסוכים עם הקונסול הצרפתי עד שלבסוף גירש את הסוחרים הצרפתים מעכו וחכר אניות בעצמו. סכסוכים אלה היו התואנה לפלישת נפוליאון ב-1799. לפלישה זו הייתה השפעה ישירה מועטה ביותר על הארץ.
במאה ה-18 מנתה אוכלוסיית ארץ ישראל 250,000-200,000 נפש.
המאה ה-19 והמאה ה-20.
גם במאה ה-19 המשיך השלטון העות'מאני לסבול מבעיות ביורוקרטיה ושחיתות. מיעוט האוכלוסייה והמצב הכלכלי הירוד הביא לירידה בהכנסות ממסים והשלטון לא ראה הצדקה בהשקעות לטובת האוכלוסייה. מושלי הסנג'קים וראשי הערים גבו מיסים מופקעים והיו שמרדו והכריזו על עצמאותם. כמה משפחות נכבדות מוסלמיות - משפחות טוקאן, ג'ראר ועבד אל אדר – ניצלו את חולשת השלטון העות'מאני והשתלטו על סנג'ק שכם. הם ניהלו מאבק מוצלח נגד נפוליאון בפלישתו לארץ והפכו את הר השומרון לאזור עצמאי. השלטון העות'מאני נאבק לחיסול העצמאות המקומית, אך ללא הצלחה. במשך שנים רבות בין 1799 ל-1840, המשפחות ניהלו בינן מאבקים על השליטה בשומרון. בהרי יהודה השתלטה משפחת אבו ע'וש על הדרך הראשית לירושלים וגבתה "דמי מעבר" גבוהים מצליינים נוצרים, עולי רגל יהודים ושיירות סוחרים.
בשנת 1831 פלש לארץ הצבא המצרי בפיקודו של אבראהים פאשא, בנו של מוחמד עלי, ששלט מטעם הסולטאן במצרים, וכבש אותה. הכיבוש המצרי נמשך מ-1831 עד לראשית 1841. בתחילה ניהל איברהים פשה מדיניות מתונה כדי לרכוש את אהדת האוכלוסייה והמנהיגות המקומית. הוא ביטל את החלוקה למחוזות והשליט שלטון ריכוזי ודפוסי שלטון מודרניים. הוא השליט בארץ סדר וביטחון על ידי בלימת פשיטות הבדואים, והחזרת הביטחון לערים ולדרכים וחיסול ההתנכלויות לפלאחים. הכיבוש המצרי גרם לשינוי דמוגרפי מהותי. עשרות אלפי מצרים התיישבו בכפרים ובערים, בייחוד בשפלת החוף שהייתה למעשה ריקה. לדוגמה ביישוב ערב-אוּפּי בוואדי חוורה (עמק חפר) והיישוב ערב-דמארה באזור חדרה; שכונות מצריות אחדות ביפו וכפרים בסביבתה, כגון פג'ה, סומייל, ג'לג'וליה, אמלבס (פתח תקווה), קובּיבה (כפר גבירול); תושבי קטרה (גדרה) באו בתקופה זו מלוב; בוואדי עארה ודרומית לו, התיישבו מאות משפחות של מהגרים מצריים בכפרים עארה, ערערה, כפר קרע, כפר קאסם, טייבה, קלנסווה, אום אל-פחם ואחרים. כדי לממן את פעולות השלטון הכביד איברהים פשה את עול המיסים, והם נגבו באכזריות ועוררו התנגדות. השלטון המצרי נתקל בהתנגדות לא רק בשל מדיניות המיסוי, אלא גם בשל הגיוס הכפוי לצבא, ובמאי 1834 פרץ "מרד הפלאחים", שהפך למרד כללי נגד השלטון המצרי. המרד דוכא באכזריות אבל השלטון העות'מאני לא היה מסוגל לסלק את המצרים. איברהים פשה שלט בארץ עד פברואר 1841 ורק בהתערבות המעצמות נאלץ לסגת בחזרה למצרים. בתמורה לסיוע המעצמות האירופאיות נאלצו העות'מאנים לחתום על הסכמי קפיטולציות אשר פגעו בריבונותם ובסמכותם האימפריאלית, והיו ביטוי לחולשתה ההולכת והגוברת של האימפריה מול מעצמות אירופה.
לאחר נסיגת הצבא המצרי החל השלטון העות'מאני להתאושש בהדרגה ולהנהיג רפורמות על פי המודל האירופאי. תפקידי המושלים הוגבלו ושיטת המינהל הפאודלי בוטלה. בשנת 1864 החליט "השער הנשגב" – השלטון המרכזי בקושטא, לארגן מחדש את המנהל והמשטרה וחילק את הארץ לשתי יחידות מנהליות שונות: וילאת (פלך) ביירות ווילאת דמשק. וילאת בירות כללה את סנג'קים (מחוזות) שכם, עכו וביירות, ווילאת דמשק כללה את סנג'קים חורן, אל כרך, דמשק וירושלים. ארבעה מהסנג'קים העות'מאנים חופפים כמעט לגבולות ארץ ישראל המנדטורית: סנג'ק עכו וסנג'ק שכם - שניהם כפופים לווילאייט ביירות, והסנג'קים של ירושלים ועזה אוחדו למתצרפליק (בירת מחוז קטן) ירושלים, שהוכפף ישירות לשלטון המרכזי בקושטא.
משנות ה-70 החל השלטון העות'מאני שהתאושש להחזיר את שליטתו באזור ולרסן את הבדואים אבל לא תמיד בהצלחה. מעשי השוד והביזה שלהם נמשכו עד לסיומו של השלטון העות'מאני. ארבע משלחות צבאיות נשלחו לנגב בין 1870 ל-1891. ב-1900 הוקמו מרכזים מנהליים בצפון ובדרום כדי לפקח על התנהגות הבדואים, והבעלות על אדמות בחלק מהאזורים שהבדואים השתלטו עליהם הועברה לסולטאן והן עובדו באמצעות אריסים.