כבר בתחילת המאה ה-17 נעשו ניסיונות ראשונים בבניית מנועי קיטור ימיים, ואחד התחומים הראשונים שבהם נעשה שימוש במנועים אלה היה התחום הימי. ניסיונות להניע כלי שיט באמצעות מנועי קיטור נעשו במקביל בצרפת, בבריטניה ובארצות הברית; בשנת 1774 בנה המרקיז קלוד דה ז'ופרואה (Claude de Jouffroy), עם עמיתים נוספים, ספינת קיטור באורך 13 מטרים, שהונעה באמצעות גלגל משוטה. הספינה הפליגה לראשונה בנהר הדוב (Doubs) במזרח צרפת ביולי 1776, ונראה שהייתה זו ההפלגה הראשונה בהיסטוריה של כלי שיט מונע במנוע קיטור. ב-1783 בנה דה ז'ופרואה ספינה חדשה, שהצליחה להפליג במשך כ-15 דקות. בשנים שלאחר מכן החלו להופיע אוניות המונעות במנועי קיטור גם בנהרות במזרח ארצות הברית, ומאוחר יותר גם במדינות אחרות; ב-1807 השיט רוברט פולטון ספינת קיטור מסחרית בין ניו יורק לאלבני; פולטון יישם את חידושיו של ג'יימס ואט, שהפכן את מנוע הקיטור ליעיל יותר ואיפשרו יעילות כלכלית.
ב-1818 חצתה אונייה מונעת בקיטור בפעם הראשונה את האוקיינוס האטלנטי. האונייה הייתה סאוואנה, והיא הייתה מצוידת במפרשים ומנוע קיטור כמנוע עזר, שסובב גלגלי משוטות. ההפלגה לא הייתה מוצלחת כלכלית, וזמן קצר לאחריה הוסר מן האונייה מנוע הקיטור. האונייה הראשונה שחצתה את האוקיינוס בעזרת מנוע קיטור כמקור הנעה עיקרי הייתה האונייה הקנדית רויאל ויליאם, ב-1831. אונייה זו עדיין לא הייתה יעילה כלכלית, שכן עיקר מטענה היה פחם להפעלת מנוע הקיטור. קו הפלגה סדיר ראשון בין בריטניה לארצות הברית נחנך ב-1838, על ידי האונייה גרייט ווסטרן (Great Westren); אונייה זו הונעה בגלגלי משוטות והייתה עשויה מעץ. ב-1840 הועברה האחריות על העברת הדואר של בריטניה בנתיב הטרנסאטלנטי מאוניות מפרשים לאוניות קיטור, שהופעלו על ידי חברת "קונארד" (Cunard).
כאמור, אוניות אלה הונעו באמצעות גלגלי משוטות. ואולם, במהלך העשורים הראשונים של המאה ה-19 הצליחו ממציאים שונים לשכלל יותר ויותר את המדחף, ובאמצע המאה הוכח שהמדחף יעיל בהרבה מגלגלי המשוטות, ואלה החלו להיות מוחלפים במדחפים. שינוי חשוב נוסף שהתחולל בעשורים אלה היה בניית אוניות ממתכת ולא מעץ; גופי האוניות העשויים מעץ לא עמדו בעומסים שיצרו מנועי הקיטור ההולכים ומשתכללים, והמעבר למתכת נתן פתרון לבעיה, וגם איפשר בניית כלי שיט בממדים גדלים והולכים. הזינוק בממדיהן של האוניות היה מהיר: אורכה של "גרייט ווסטרן", שהושקה ב-1837, היה 71.6 מטרים, ובעלת הדחק של 1340 טון. גרייט בריטן (Great Britain), שהושקה ב-1843, הייתה באורך 98 מטרים, ובעלת הדחק של 3675 טון, ואילו גרייט איסטרן (Great Eastren), שהושקה 21 שנים לאחר "גרייט ווסטרן" (ב-1858), הייתה באורך 211 מטרים, והדחק של 32,000 טון, אם כי גודל זה היה חריג ולא יעיל מסחרית.
לקראת סוף המאה ה-19 הגיעו המתכננים לניצול המקסימלי של מנועי הקיטור. ב-1894 המציא סר צ'ארלס פרסונס את טורבינת הקיטור, שהייתה יעילה בהרבה ממנועי הקיטור; פרסונס הדגים את יעילותן של המנוע החדש על ידי בניית האונייה טורביניה שהושקה באותה שנה והונעה בטורבינת קיטור. אונייה זו הצליחה להגיע למהירות של יותר מ-30 קשר (כ-55 קמ"ש), לעומת 10 עד 13 קשר, מהירותן של רוב האוניות באותה תקופה. "טורביניה" הייתה אוניית הדגמה בלבד, ללא מטען יעיל ולכן הצליחה לפתח מהירות כה גבוהה, אך יעילות המנוע החדש הוכחה.
גם בתחום אוניות המלחמה חלו שינויים רבים. שיאן של אוניות הקו היה בעת המלחמות הנפוליאוניות, בסוף המאה ה-18 ותחילת המאה ה-19. ואולם, ברבע השני של המאה החלו ספינות מלחמה להצטייד במנועי קיטור, תחילה כאמצעי עזר להנעה ולאחר מכן באמצעי העיקרי והיחיד. במלחמת קרים, באמצע המאה, נעשה שימוש ראשון בפגזים, כלומר קליעים נפיצים. עד אז ירו האוניות קליעים מוצקים, שנועדו לגרום נזק על ידי מהירותם הרבה ומשקלם. פגז מכיל מטען מתפוצץ, הגורם נזק רב הרבה יותר. כאמצעי נגד לפגזים אלה הוחל בהוספת שריון לאוניות, והחלו להופיע אוניות מחופות שריון (Ironclad). הופעתן של אלו הפכה את אוניות הקו העשויות מעץ למיושנות. בתחילה נבנו אוניות מחופות שריון מעץ שצופה בברזל, אך תוך זמן קצר נבנו אוניות המלחמה מברזל בלבד, ולאחר מכן מפלדה; תהליכי ייצור הפלדה במחצית המאה ה-19 הפכו מתכת זו לזמינה וזולה.
במחצית השנייה של המאה ה-19 נוצר סוג חדש של ספינת מלחמה, שנקרא אוניית מערכה. אוניות אלו החליפו את אוניות הקו. בנוסף, הוחלפו הפריגטות הבנויות מעץ בסיירות משוריינות. גם החימוש התחלף: התותחים הותקנו בצריחים מסתובבים, שאיפשרו לתותחים זוויות הגבהה שונות ואפשרות לירות בקשת רחבה, זאת לעומת שורות התותחים שהיו מסודרים בצידי אוניית הקו, שהיו מוגבלים מאוד בזווית ובקשת הירי. הצריחים והפגזים איפשרו להסתפק במספר קטן בהרבה של תותחים. הופיעו סוגים חדשים של אוניות מלחמה: ספינות טורפדו, שהיו יכולות לשגר טילי טורפדו ולפגוע באוניות מלחמה גדולת מהן בהרבה, ו"משחתות ספינות טורפדו" שנועדו להגן על האוניות הגדולות מפניהן, ושמאוחר יותר נקראו בפשטות משחתות.
כמה שנים לאחר הכנסתן לשירות של טורבינות הגז, הופיע סוג חדש של מנוע - מנוע דיזל. מנוע זה יעיל יותר ממנועי הקיטור ופשוט יותר לתחזוקה ולהפעלה. את הפטנט על מנוע הדיזל רשם רודולף דיזל ב-1892, ואונייה ראשונה מונעת במנוע דיזל - מכלית נהרות ושמה ואנדאל (Vandal) - הושקה ב-1903. ואולם, רק באמצע המאה ה-20 חל המעבר הנרחב למנועי דיזל; מנועים אלה היו יעילים יותר ממנועי הקיטור, אך היחס בין הכוח שיצרו לגודל המנועים היה נחות מזה של מנועי הקיטור. רק עם הטמעת השימוש במגדשי טורבו הגיעו מנועי הדיזל ליעילות כלכלית, וכיום הם נפוצים מאוד לאור יעילותם ופשטותם.
המחצית השנייה של המאה ה-19 והמאה ה-20 הביאו לשינויים רבים באוניות, בתחום המלחמתי ובתחום המסחרי. בתחילת המאה הופיעו אוניות מערכה מטיפוס דרדנוט, שהיו בעלות תותחים כבדים ושריון כבד, ונחשבו לעמוד השדרה של ציי המלחמה במלחמת העולם הראשונה. ואולם, כבר במלחמה זו וביתר שאת במלחמת העולם השנייה השתנתה הלוחמה הימית לגמרי, עם כניסתם של ממדים חדשים לזירה הימית: המימד התת-ימי, על ידי צוללות, והמימד האווירי, בדמותן של נושאות מטוסים. לאחר המלחמה השתלבו בזירה הימית טילים, ששינו עוד יותר את תמונת המלחמה הימית.
בסוף המאה ה-19 החלו להופיע אוניות צובר, להובלת מטענים יבשים בתפזורת, ומכליות, להובלת מטען נוזלים בתפזורת. אוניות אלה מובילות מטענים בדרך יעילה בהרבה מאוניות מטען כללי. התייעלות נוספת בתעבורה ימית הייתה בשנות ה-50 של המאה ה-20, עם כניסתן לשירות של אוניות מכולות. על פי נתוני ועידת האו"ם לסחר ופיתוח (UNCTAD) בדו"ח משנת 2011, קיימות כיום בעולם 103,392 אוניות המיועדות להפלגה באוקיינוסים, שתפוסתן הכוללת היא 1,396 מיליארד טון. התפוסה הכוללת נחלקת בין סוגי אוניות הסוחר על פי הטבלה הבאה:
סוגי אוניות.
אוניות משא.
למרות ההתפתחות הרבה בתעבורה האווירית, הרוב המוחלט של תנועת המטענים בעולם נעשה בדרך הים. אוניות מטען נושאות מטענים מוצקים ונוזלים, בתפזורת או ארוזים בחבילות, ובמגוון עצום של גדלים וסוגים של חומרי גלם ומוצרים מוגמרים. המגמה כיום היא לבנות אוניות המתמחות בסוג מסוים של מטען, והן בנויות ומצוידות באמצעים שונים המתאימים למשימתם, כמו מכלי קירור, המותאמות למטען ספציפי, מנופים, ועוד.
אוניות נוסעים.
אוניות הנוסעים בשיאן הפליגו בקווים קבועים בכל העולם, ונשאו מאות ואלפי נוסעים בכל הפלגה. ואולם, עם התמסדות התעבורה האווירית במהלך המאה ה-20 הלכה ודעכה אונייה זו, עד שנעלמה כמעט כליל. אוניות הנוסעים כיום נחלקות לשני סוגים עיקריים:
אוניות ייעודיות.
ישנו מגוון רחב מאוד של אוניות שאינן משתייכות לאחת הקטגוריות הקודמות. אלו אוניות שברובן נבנו למטרה ייעודית, שלעיתים קרובות משלימה ומסייעת לאוניות בקטגוריות אחרות.
מבנה.
עקרונות בנייה.
תכנון ובניית אוניות הן ענף הנקרא "הנדסה ימית" (Naval Architecture). ההנדסה הימית נשענת על ענפי הפיזיקה, וחוקרת את מכניקת הזורמים: הידרוסטטיקה (הידרו - מים, נוזל; סטטי - מצב מנוחה), הענף בפיזיקה החוקר את התופעות המתרחשות בזורמים (נוזלים וגזים) הנמצאים במצב מנוחה; והידרודינמיקה, התחום העוסק בחקר זרימת הנוזלים.
הידרוסטטיקה.
התכונה הבסיסית הנדרשת מגוף האונייה היא לצוף על פני המים. חוק ארכימדס קובע כי גוף הטובל במים דוחה כמות מים הזהה לנפחו; הגוף הטבול במים גם מאבד ממשקלו, משקל השווה למשקל המים הנדחקים על ידי הגוף. אם המשקל הסגולי הממוצע של הגוף הוא פחוּת ממשקלם הסגולי של המים, הגוף יגיע לשיווי משקל כאשר חלקו שקוע בנוזל וחלקו צף מעליו. גוף האונייה צריך להיות בנוי מחומר שהוא קל מהמים במשקלו הסגולי, כמו עץ או שעם; אך גם כאשר האונייה בנויה מחומר שמשקלו הסגולי גדול בהרבה, כמו מתכת, אם סך כל משקלה הסגולי של האונייה פחות ממשקלם של המים - דבר שיקרה מכיוון שרוב נפחה של האונייה חלול - היא תצוף.