巴拿马运河

早期的巴拿馬運河建造計劃

開鑿中美洲地峽運河的最早構想可追溯到1534年，神聖羅馬帝國皇帝兼西班牙國王查理五世下令勘察出穿過美洲的通道，以減少船舶往來於西班牙和秘魯的路程。
1668年，英國物理學家和哲學家托馬斯·布朗爵士在他的百科全書式的著作 Pseudodoxia Epidemica 中寫到：「（世界上）有一些地峽被大海所侵蝕，另一些則被人力所開鑿：而如果政策允許，美洲的巴拿馬是最值得嘗試的選擇：它僅僅有數英里長，但卻能提供一條通向東印度群島和中國的捷徑。」
由於巴拿馬重要的戰略位置，以及從中衍生的巨大貿易潛力，各方勢力一直嘗試在這裡進行其他形式的貿易活動。1698年，蘇格蘭王國在這裡執行了達里恩計劃，希望建立連接大西洋和太平洋的貿易路線；但計劃因自然條件較差而失敗，蘇格蘭最終亦在1700年放棄該殖民地。
1788年，為了讓跨洋船隻避開南美洲南端，以及考慮到熱帶洋流的侵蝕會使新開的運河自然加寬，托馬斯·傑斐遜建議西班牙建造巴拿馬運河。在1788年至1793年的遠征中，亞歷山德羅·馬拉斯皮納起草了一份建設巴拿馬運河的計劃。
另一次嘗試發生在19世紀。1843年8月24日的《紐約論壇報》報道倫敦霸菱銀行和新格拉納達共和國簽訂了建設跨越達里恩地峽（巴拿馬地峽）的合同，雙方將建成「大西洋和太平洋運河」；整項工程由英國執行，計劃在五年內建成，但從未被執行。與此同時，人們還提出了其他的主意，包括穿越墨西哥特萬特佩克地峽的運河（及鐵路），但這一計劃同樣從未被執行。
1846年，美國和新格拉納達簽署了《馬利亞里諾-比德萊克條約》，確保美國通過巴拿馬地峽以及對當地進行軍事干預的權利。在1849年發現加利福尼亞金礦後，人們對在大西洋和太平洋間穿行產生了極大興趣。1855年，美國建成了巴拿馬鐵路，這項穿越大陸的工程成為了西半球極為重要的一項基礎設施，極大促進了附近地區的貿易，也對日後運河的走向影響深遠。
直到此時，連接兩大洋的水路仍被視為不切實際的幻想。1855年，生於曼島的工程師威廉·肯尼什勘查了巴拿馬地峽，並撰寫了一份關於巴拿馬運河建設計劃的報告。他的報告被以The Practicality and Importance of a Ship Canal to Connect the Atlantic and Pacific Oceans 為題出版。
1877年，法國海軍軍官阿曼德·雷克呂斯和工程師呂西安·波拿巴-威斯勘查了巴拿馬地峽並出版了法語的運河建設計劃書。法國人在建設蘇伊士運河上取得的成功也鼓舞了他們提出跨越巴拿馬地峽的規劃。

法國人的建造嘗試，1881-1894年

1879年，建造蘇伊士運河的負責人，74歲的法國人斐迪南·德·雷賽布組織了巴拿馬洋際運河環球公司。1881年1月1日，巴拿馬運河動工，雷賽布設計了8套開鑿運河的方案，預算為6.58億法朗。
然而，雷賽布過分低估了工程的難度，更忽略了氣候、地形的差異對於開鑿運河的影響。儘管巴拿馬運河的長度最終僅為蘇伊士運河的40%，建造前者工程上的挑戰卻比後者更大。巴拿馬地區屬於熱帶叢林氣候，天氣潮濕悶熱，暴雨、洪水多發，不利工程進行；另外地形亦更複雜，開鑿運河所挖出的土石體積高達2億5千9百萬立方米，遠超蘇伊士運河工程的總量。
雷賽布原本計劃按蘇伊士運河的經驗，建造與海平面等高的運河，但他在每年僅持續四個月的旱季內只造訪過巴拿馬地區幾次。整個工程團隊對雨季沒有做任何準備，就遇上運河起點處的查格雷斯河水位暴漲；同時，工地密林中遍布毒蛇、昆蟲和蜘蛛。當地肆虐的黃熱病、瘧疾以及其他熱帶疾病共奪去了數千名工人的生命。單在1884年以前，每個月就有超過200名工人死亡。由於當時人們並未了解蚊子是傳染病媒，公司採取的公共衛生措施成效甚微。儘管當地的惡劣情況在法國國內被輕描淡寫，以免難以招募工人，但極高的工人死亡率，仍使公司極難維持具經驗的勞動力。
開鑿庫雷布拉山的工程需要不斷拓寬，同時需要減小坡度以防止滑坡。工程主要使用由貝城工業公司生產的蒸汽挖土機，而只有限地使用其他機電設備，但鋼結構設備在潮濕的環境下迅速鏽蝕。
在法國，儘管雷賽布在工程無法達到預期目標後，仍長期維持投資和提供工人，但項目最終耗盡了資金，並於1889年2月4日宣告破產。據報此時項目已經花費了2.87億美元，共80萬名投資者的積蓄化為烏有，還因為疾病和工程意外損失了22,000名人員的性命。工程於1889年5月15日中斷，接著巴拿馬醜聞曝光，政府起訴大批被指須為此事負責的人，當中包括古斯塔夫·艾菲爾。雷賽布和兒子查爾斯被控挪用公款罪名成立，獲刑五年；但判決後來被推翻，時年88歲的雷賽布也沒有入獄。
1894年，另一家法國公司「Compagnie Nouvelle du Canal de Panama」成立，旨在接手巴拿馬運河的建設工作。公司僱傭了至少數千工人，主要用作運營巴拿馬鐵路，並維護既有的挖掘成果和設備以便隨時出售；另外，公司標價1.09億美元，四處尋找下家接手項目，同時繼續保有開發特權，還成功使雷賽布認同：建造包括湖泊和船閘的運河，要比堅持海平面等高的方案更務實。

美國獲得建造權

在這一時期，美國國會參議院和時任總統西奧多·羅斯福認為巴拿馬運河對美國的軍事和經濟意義重大，儘管同時一部分人更支持在尼加拉瓜建造運河，還有一部分人建議購買法國在巴拿馬的利益，但美國還是決定接手這個項目。新巴拿馬運河公司的法國經理費利佩-讓·比諾·瓦里拉正在尋求美國的介入，他為工程開價1億美元，但由於面臨著尼加拉瓜運河項目的競爭，他最終接受了四千萬美元的價格。1902年6月，美國國會參議院投票通過了購買巴拿馬運河項目的提案。
1903年1月22日，美國國務卿海約翰和當時統治巴拿馬地區的哥倫比亞代辦托馬斯·艾蘭簽署了《海-艾蘭條約》，美國以一千萬美元外加額外的分期付款的價格，獲得了可永續更新的巴拿馬運河沿線地區租借權。1903年3月14日，美國參議院批准了條約，但哥倫比亞參議院不批准此條約。於是比諾·瓦里拉告訴西奧多·羅斯福和海約翰，一批巴拿馬反叛者正在謀劃從哥倫比亞獨立，希美國能以軍事力量和資金支持這批反叛者。羅斯福改變了策略，基於1846年的《馬利亞里諾-比德萊克條約》，派人接觸爭取脫離哥倫比亞獨立的巴拿馬反政府武裝，答應幫助他們取得獨立。
1903年11月2日，美國軍艦封鎖了哥倫比亞軍隊可能前往鎮壓巴拿馬暴動的航線。11月3日巴拿馬宣布獨立並很快獲美國承認。11月6日，比諾·瓦里拉作為巴拿馬駐美國大使在《美巴條約》上簽字，給予美國建設巴拿馬運河和無限期管轄巴拿馬運河區和其防禦設施的權利。然而，許多巴拿馬人視這一條約為對新生國家主權的侵犯並予以責難。
西奧多·羅斯福總統的名言「我帶來了（巴拿馬）地峽，啟動了運河工程，還讓國會不要為運河爭論，而應為我爭論。」一些美國黨派將巴拿馬運河事件視為與哥倫比亞的戰爭：《紐約時報》將美國給予比諾·瓦里拉的支持稱為「卑鄙的征服行為」；《紐約晚郵》報則稱其為「一次唯利是圖的投機」。這一事件常被視為是美國在拉丁美洲實施巨棒外交的典型例子，也是對羅斯福引用的古老非洲格言「講話輕聲細語但拿著一根巨棒，你能走得更遠（Speak softly and carry a big stick, you will go far）」的最佳闡釋。自1903年獨立到1939年，巴拿馬一直是美國的保護國。
1904年，美國付費四千萬美元購買了法國的設備，以及巴拿馬鐵路等既有工程進度。其中三千萬美元用於已完成的一部分工程，折合大約每立方碼1美元；一千萬美元付予巴拿馬，此後美國每年再向巴拿馬支付25萬美元。
1921年，哥倫比亞和美國簽署了湯姆森·烏魯蒂亞條約，美國以分期方式支付哥倫比亞共2500萬美元，加上把巴拿馬運河區的一定特權給予哥倫比亞，換取哥國承認巴拿馬獨立。

美國的建造過程，1904-1914年

美國於1904年5月4日正式掌控運河工程資產，繼承了法國人留下的殘餘勞動力和一堆近乎廢棄的工地建築、基礎設施和工程設備。美國政府成立了地峽運河委員會（the Isthmian Canal Commission，ICC），以控制巴拿馬運河區和監督工程進展。委員會直接向戰爭部長威廉·霍華德·塔夫特報告，以免一直困擾法國公司的低效率和腐敗問題重現。
1904年5月6日，西奧多·羅斯福總統任命伊利諾伊中央鐵路前總工程師和總經理約翰·芬德利·華萊士為巴拿馬運河項目總工程師。由於飽受巴拿馬的傳染病困擾，加上被迫使用法國人的殘舊基建和設備，以及受到極度官僚的地峽運河委員會掣肘，華萊士於1905年6月突然辭職，由自學成才並曾建造大北方鐵路的約翰·弗蘭克·史蒂文斯接任。史蒂文斯不是地峽運河委員會的成員，並越發認為這個官僚機構阻礙工作，於是繞過委員會直接向華府的總統行政團隊報告。
史蒂文斯在巴拿馬運河工程上的成就之一是建設了數千名工人急需的住房、供水系統、修理店、倉庫和其他基礎設施。他從美國和其他地區招募了數千名工人到運河區工作，盡力提供能讓工人安全舒適地工作和生活的食宿條件，又重修和擴建巴拿馬鐵路，方便了日後把從鑿山工程挖出、數以百萬噸計的土方運送到建造查格雷斯河大壩的工地。
當時，古巴醫生胡安·卡洛斯·芬萊已經發現導致2萬多名法國工人喪生的黃熱病是由蚊子傳播。因此，1904年被任命為巴拿馬運河工程首席衛生官員的陸軍上校威廉·克勞福德·戈加斯醫生致力執行一系列「巴拿馬運河開鑿期間新衛生措施」，包括改善城市供水系統、採用煙燻法消毒建築物、向蚊蟲滋生區域噴灑油和殺蟲劑、安裝窗紗和淨化污水等。儘管遭到了地峽運河委員會部分成員的反對，戈加斯堅持這些措施，史蒂文斯上任後亦全力支持這一項目。經過了兩年的艱苦努力，戈加斯在1905年大致上消滅了黃熱病。儘管如此，仍有大約5600名工人在美國修建運河期間因疾病和意外事故死亡。
1905年，在運河設計仍未定案時，一個美國工程小組受託前往檢視其情況，小組之後向羅斯福總統建議採用法國人曾經嘗試過的、和海平面高度一致的設計方案。1906年，華盛頓傳召史蒂文斯回國並命令他採用這一方案，曾親歷查格雷斯河洪水的史蒂文斯極力反對，他提出附建船閘的方案，建造當時世界上最大的水壩（嘎頓水壩）和面積最大、水位在海拔85呎（26米）的人工湖（嘎頓湖），並透過控制巨型閘門調節填滿船閘的湖水，以升高和降低船隻，嘎頓湖將通過庫雷布拉山開鑿工程與太平洋相連。史蒂文斯最終成功說服總統採用這一方案。
附有船閘的方案需要挖掘近1.3億立方米的土方。美國迅速替換及更新了法國遺留的陳舊工程設備，包括從馬里昂電鏟公司購買了約102台新型軌道式蒸汽挖掘機，以及運來巨大的蒸汽起重機、液壓碎石機、水泥攪拌機、挖泥船和氣動鑽頭，幾乎所有這些設備都是在美國透過新的機械製造技術產生的。鐵路亦需要徹底升級為雙軌載重系統，以承載新的貨運車輛。由於新生的嘎頓湖淹沒不少舊鐵路沿線地區，因此需要在高於湖面水位的地方興建新的線路。

西印度群島向巴拿馬的勞動力遷移，1850-1914年

1838年英屬西印度群島的解放行動使超過50萬奴隸獲得了自由，徹底改變了這些島嶼的經濟和社會結構。多數獲得自由的人不想繼續在種植園工作，導致蔗糖工業逐漸衰退。殖民地的白人上流階層和混血中產階層成功重建了社會等級制度，導致黑人仍然處於底層。獲解放的黑人由於生活艱難，只得從事包括國外的任何工作，由此開啟了跨越加勒比海的人口流散。
1849年的加利福尼亞淘金熱重新喚起了發展現代交通橫越中美洲的興趣，並鼓勵大量獲解放的黑人遷移他處。兩條遷移路線逐漸發展起來，一條由范德比公司經營，以蒸汽船橫越尼加拉瓜湖並以馬車來往驛站；另一條則是由紐約公司經營的巴拿馬鐵路。兩所企業聘用大量以牙買加人為主的外國勞動力，當中約5,000人最後在巴拿馬鐵路工作。兩項計劃證明了西印度群島的黑人比其他工人更能抵抗熱帶傳染病；而群島地區的經濟衰退也釋放了更多黑人並提供了大量勞動力。
19世紀80年代，法國的運河工程和香蕉種植業的擴張，再度掀起加勒比海地區的人口遷徙。法國公司在巴拿馬運河工程中僱傭了超過50,000名西印度群島居民（多數仍為牙買加人）。香蕉種植同樣刺激了當地19世紀80年代後的經濟增長，擴張了商業種植園的規模並鼓勵了數以千計的人口遷徙。到20世紀初期，聯合果品公司運營著包括哥斯大黎加的利蒙港，以及巴拿馬的博卡斯德爾托羅等多個香蕉港口。
1904-1914年間，由於美國人建設巴拿馬運河，出現了由西印度群島向巴拿馬的潮汐型人口遷移，至今仍是加勒比海地區史上最大規模的遷徙。根據官方數據，運河管理局帶來了超過31,000名西印度群島男人和一些女人，但現代的估計顯示實際上有多達150,000到200,000名男女在這段時期遷移過來。大部分黑人原本沒計劃留在巴拿馬，但由於西印度群島幾乎無法提供足以媲美前者的工資和福利的工作，使得數萬人最終定居巴拿馬並結婚生子，成為了人口稀疏的巴拿馬境內最大的移民群體，他們的後代今日被稱為非裔巴拿馬人。

後期發展

到了20世紀30年代前期，人們發現運河面臨著供水問題，於是開始建造馬登水壩，以攔截嘎頓湖上游的查格雷斯河。馬登水壩於1935年完工，同時造就了馬登湖（之後被稱為阿拉胡埃拉湖），為運河提供了更大的儲水空間。1939年，美國著手建造新的船閘，以承載當時正在建造和計劃建造的更大型軍艦。這項工程持續了幾年時間，同時還開始挖掘新的進港航道，但整項計劃在第二次世界大戰結束後被取消。
在第二次世界大戰期間，美國利用運河將航空母艦送去補充幾乎全毀的太平洋艦隊。航空母艦雖然能夠通過運河，但有時需要先拆除航標，騰出航道。

加通湖

加通湖於1913年因築壩攔截查格雷斯河而形成，是巴拿馬運河上的關鍵節點，為船隻通過船閘提供了數以百萬計加侖的水。在它形成的時候，加通湖是全世界最大的人工湖。湖泊周圍無法通行的雨林是運河最好的屏障。如今這片區域保持著其原始的狀態，是為數不多的可以觀察到許多種中美洲原產動植物和它們的原始生存狀態的地區。
加通湖上最大的島嶼是科羅拉多島，它是在湖泊形成時為了科學觀測而建造的，由史密森尼學會管理。這裡誕生了許多關於熱帶物種的科學和生物學發現。加通湖占地面積約為470平方公里（180平方英里），是大西洋森林走廊的一部分。這裡的生態旅行已經成為了巴拿馬的一項重要產業。
加通湖同樣為巴拿馬城和科隆提供飲用水。釣魚是加通湖上的一項主要娛樂活動。外來的孔雀鱸在1967年前後被一名當地商人在無意中引進到加通湖中，之後在此大量繁殖，成為了湖中最主要的垂釣用魚。孔雀鱸在當地被稱為Sargento，原產於亞馬遜雨林，尼格羅河和奧里諾科河盆地。

擴建

2006年10月22日，巴拿馬就巴拿馬運河擴建舉行全民公投，超過78%的投票者支持擴建而通過計劃。工程在運河的兩端各修建一個三級提升的船閘和配套設施，船閘的寬度擴大到55米、長度達427米。
2007年巴拿馬政府開挖新航道，因為新運河比起舊運河（又稱觀花水閘）要寬，因此才稱為擴寬工程，但其實是另開新水道而非直接擴寬舊河。
2016年6月26日，歷時十年擴建的巴拿馬運河啟用，「中遠海運巴拿馬」號成為通過巴拿馬運河的第一艘貨輪。

目前問題

自巴拿馬運河開通以來，其營運狀況相當成功。儘管在這一百多年裡，世界航運情況和船舶的大小都有了很大的變化，巴拿馬運河仍是世界貿易中重要的一環。不過，運河仍存在一些需要解決的問題。

運行效率和維護

1977年巴拿馬運河條約的反對者擔心運河的運行效率和維護狀況會隨著美國的離開而受到影響，然而，事實並非如此。巴拿馬當局借鑑了美國管理的經驗並利用了其留下的遺產，讓運河的運營狀況有了進一步的改善。運河水路通行時間（CWT）指的是一艘船隻航行通過運河需要花費的時間（包括等待時間），是衡量運河效率的重要指標。從2000年以來，這一時間為20至30小時不等。過去的十年中運河事故率也沒有發生顯著變化，在每年約14,000船次通行的情況下約有10至30起事故發生。
從亞洲進口的貨物量越來越多，這些貨物原本會在美國西海岸的港口卸貨，現在它們將通過運河抵達東海岸。遠洋航行船隻數量從2003年的11,725艘上升到2007年的13,233艘，又回落到2009年的12,855艘。同期，船隻的平均尺寸穩步上升，巴拿馬極限型船隻的數量也不斷增長，因此，通行船隻總噸位從1999財年的2.279億標準排水量噸上升到2007年創紀錄的3.129億排水量噸，又回落到2009年的2.991億標準排水量噸。2013年至2015年，每年通行船隻數量分別為13,660，13,481 和13,874艘，總噸位分別為3.206、3.268和3.408億標準排水量噸。巴拿馬運河管理局總共投入了近10億美元用於拓寬和改造運河，旨在將運河的承載量提高20%

競爭

雖然巴拿馬運河長期處於優勢的地位，但也面對越來越多的競爭者。由於運河通行費上昇，船舶也越來越大，有些評論者認為蘇伊士運河已成為船運由亞洲到美國東岸的可行替代方案。
2013年6月15日，尼加拉瓜允許香港的HKND集團開發尼加拉瓜運河，並給予五十年的特許經營權。
由於北冰洋的融冰速度加快，有專家猜測西北水道或北極大橋航線最終可能容許商業通航。相比取道巴拿馬運河，通過此水道來回歐亞可以減少9,300公里的路程，因此可能分散部分巴拿馬運河的承載量。不過此航線仍面對尚未解決的領海糾紛，而航道上的浮冰亦顯然造成問題。