戦艦
巡洋戦艦とは、その発祥において装甲巡洋艦の主砲を戦艦並みに強化した、戦艦よりも高速の艦である。一方で防禦力を犠牲とし装甲巡洋艦と同程度に抑えているが、強化している艦もある。こういった艦を、この艦種名で建造したのは、英国および日本のみである。
ドイツは英国巡洋戦艦に対抗して、同時期のドイツ戦艦よりもひとクラス小型の主砲と、若干劣る程度(ただし英国戦艦とは同等)の装甲を持っている艦を建造している。これらの艦はドイツ海軍では「大巡洋艦」に分類されており(大巡洋艦は、他国海軍でいう所の装甲巡洋艦や重巡洋艦を含む艦種)、英国巡洋戦艦とは性格が異なるものの、英国巡洋戦艦に対抗する艦種ということで巡洋戦艦に分類されている。
ユトランド沖海戦で防禦力を妥協した英国巡洋戦艦の問題点が露呈したため、一部の艦は防禦力強化の改修がなされた。金剛型は巡洋戦艦として建造されたが、第一次改装において装甲を増した際に速力が26ノットまで低下したため戦艦に類別変更され、第二次改装で機関を強化したことで再び30ノットの速力を得た際に(対外的には戦艦のままであったが)海軍内部の取り扱いが高速戦艦に再度変更された。
またドイツ海軍が戦艦として建造したシャルンホルスト級と、アメリカ海軍が大型巡洋艦として建造したアラスカ級も、巡洋戦艦に分類されることが多い。
特異な例として、旧ソ連海軍のキーロフ級ミサイル巡洋艦は、排水量ではドレッドノートを上回る大艦であり、ジェーン海軍年鑑において巡洋戦艦に分類されている。しかし現代的なミサイル艦が大型化したものであって、いわゆる第二次世界大戦までの巡洋戦艦とは全く性格が異なる艦である。詳細は「巡洋戦艦」を参照
前弩級戦艦の時代は、近距離砲戦が主体であり、発射速度に優る多数の副砲が役に立った。
水雷艇が登場すると、これに対処するために副砲よりもさらに小型で、取り回しのよい砲を搭載した。また主砲は4門搭載する時代がしばらく続いたため、各国は戦艦の砲力拡大の際には、副砲を大型化、あるいは副砲より大型で主砲より小型の中間砲を装備する例がみられた(準弩級戦艦)。
その後、弩級戦艦の始祖たる「ドレッドノート」において、主砲の門数を10門に増加させた。そして多数の主砲を艦橋からの一元的な射撃管制により、遠距離砲戦での命中率を高め、搭載砲を主砲と対水雷艇用の7.6cm(3インチ)速射砲とし、それ以外の砲を廃止した。しかしながら続いて弩級戦艦を建造した他国海軍は、副砲を残した。弩級戦艦以降の副砲は、戦艦同士の近距離砲戦を目的としたものではなく、水雷艇、それより発達した駆逐艦などの、小型艦艇への対処を目的としたものとなった。主砲は旋回速度、単位時間あたりの射撃速度が低く、小型高速の艦への対処が困難だったためである。イギリス海軍も駆逐艦への対処のため、対水雷艇用であった速射砲を大型化し、事実上の副砲の復活となった。
前弩級戦艦時代から超弩級戦艦の時代にかけて、戦艦の副砲は、舷側にケースメイト配置され側方を指向する設計が多かった。日本では長門型までがこの形態である。一方で準弩級戦艦においては、中間砲は砲塔形式とし、舷側に配置するのが通例であった。
一方でアメリカ海軍のノースカロライナ級やサウスダコタ級も同程度の速度だが、これらの艦については高速戦艦扱いする文献が少なくない。そもそも高速戦艦の始祖たるクイーン・エリザベス級からして、防御面で妥協している「巡洋戦艦的」な艦である。
逆に、単に高速の戦艦という意味では、クイーン・エリザベス級戦艦以前の戦艦も高速戦艦扱いする場合があり、例えばイタリア戦艦ダンテ・アリギエリ(24ノット)はこの時代の戦艦としては卓越した速度性能を持つため、高速戦艦に含まれる場合がある。
ただし例外もあり、フランス海軍のダンケルク級は、フランス海軍の公式呼称においてcuirassé rapideと分類されており、従来の戦艦のcuirassé d'escadreと区別されていて、公式艦種として高速戦艦であるといえる。また艦種名ではなく作戦用語ということになるが、太平洋戦争中に大日本帝国海軍の内部において作戦立案等に用いられた公式用語では、30ノットを出せる金剛型4隻のみが「高速戦艦」として別扱いをされ、30ノット未満しか出せない他の「戦艦」と区別されていた。
アメリカ海軍のアイオワ級戦艦は30ノットの速力を持った。
飛来する敵弾をはね返す目的で装備される鉄板。自艦の搭載する主砲弾の攻撃に耐えられるだけの装甲を施すことが求められていた。艦の水線部近辺に垂直(後に傾斜して装備する装甲も生まれた)に装備する水線甲鉄と水平な甲板に装備する甲板甲鉄があり、どちらも特殊鋼でできている。甲鉄に求められる重要な性能は主に次の2点である。
敵弾の侵入を阻止する硬さ
衝撃を受けても割れにくいこと
これらは鉄鋼にとって相反する性能であり、従来技術では1種類の材質では達成が困難であった。そこで1890年代までは日本の初代戦艦「富士」などが、硬いがもろい鉄板を外側に、粘り強いが柔らかい鉄板を内側に張り合わせた「複合甲鉄」を用いていた。1890年代にアメリカ人のハーヴェイがニッケル鋼の表面に浸炭処理を施し、表面のみ硬化させて耐弾力を飛躍的に強化した「ハーヴェイ鋼」(ハーヴェイ・ニッケル鋼)を発明した。富士級の水線甲鉄は「複合甲鉄」で457mmあったが、敷島級は「ハーヴェイ鋼」、三笠は、クルップ鋼を使い 229mm に半減でき、耐弾力は富士を上回った。その後、甲鉄は順次改良が施されたが基本的には表面浸炭処理技術を用い続けている。
水線甲鉄の厚さは主砲の強化に従って増加し第一次世界大戦直前で255-305mm、第一次世界大戦期で305-330mm、「大和」では 遂に410mm に達した。一方、甲板甲鉄は第一次世界大戦まであまり問題にされず50-100mmだった。
魚雷などの爆発力は艦の外板から内部の防御装甲板までの距離の3乗に比例して弱くなるため、艦幅の大きい方が水中防御を施す上で有利となる。アメリカのサウスダコタ級が前級のノースカロライナ級より艦幅を大きくした理由はこの点にもあるとされている。
また砲弾に対する防御とは異なり、1920年代なかばまでの建艦常識では水中防御では分厚い鉄板は必ずしも必要ではなく、30-50mm程度の装甲でよいとされていたが、日本海軍はワシントン海軍軍縮条約により廃艦となったが進水は済ませるほどに建造が進んでいた戦艦「土佐」を実艦標的とした1924年の砲撃実験によって、艦の手前で着水した砲弾が水中を直進して艦体に命中し大きな被害を与える水中弾効果を確かめ、これに対する防御として水線下にも装甲を延長している。なお、水中弾効果はアメリカ海軍も1935年頃に実験によって同様の効果を確認し、これにより戦艦サウスダコタ級以降の米戦艦は水線下防御の観点から舷側装甲の一部を水線下から艦底部まで伸ばして水中弾に対応している。しかしノースカロライナ級以前の米戦艦に水中弾防御はなく、英独仏伊の新型戦艦も水中弾に対する防御を持たなかった。
戦艦時代の後期には、装甲も含む水密鋼板の取り付けをリベット工法から溶接工法に切り替える(当然水上部分にもあった)時代の動きがあったが、その適用には各国の基礎工業技術力や方針による部分があり、旧日本海軍は平賀譲のリベット工法主義(と中央隔壁主義)により、多くの戦艦を航空魚雷の被弾による水密喪失・浮力喪失・傾斜転覆で失っている。