船

軍艦の発展と並行して、古代からルネサンス期にかけて、海洋漁業や貿易に用いられる船舶も発展した。

海上貿易は、潤沢な資金力を持つ海運会社の発展によって推進された。運河沿いの曳舟道で牽引動物に曳かれる運河用はしけは、産業革命初期まで、そしてその後も鉄道と競合した。平底で柔軟性のある平底船も、小型貨物の輸送に広く用いられるようになった。商業貿易は探検と密接に結びついており、探検による商業的利益によって自己資金が賄われていた。

18 世紀前半、フランス海軍は74 門の大砲を備えた戦列艦と呼ばれる新しいタイプの艦船の開発に着手した。このタイプの艦船は、ヨーロッパのすべての戦闘艦隊の基幹となった。これらの艦船は全長56 メートル (184フィート)で、建造には 2,800 本のオークの木と40 キロメートル (25マイル)のロープが必要だった。乗組員は約 800 人の水兵と兵士だった。19 世紀には、イギリス海軍は奴隷貿易の禁止を施行し、海賊行為の鎮圧に取り組み、世界の地図作成を続けた。19 世紀の産業革命により、ヨーロッパと北アメリカで船舶とその所有者が増加し、外洋航行船だけでなく、沿岸や運河を拠点とする船舶の数も増加した。^{[ 50 ] [ 51 ]}  

19世紀の半分以上から20世紀初頭にかけて、蒸気船は帆船と共存していた。当初、蒸気船は短距離航路でのみ実用的で、主に高額な運賃を支払える乗客や郵便物を輸送していた。蒸気船は多くの改良を経て燃費効率が向上し、次第に帆船と商業的に競争力を持つようになった。スクリュー推進は外輪よりも優れていたが、プロペラ軸用の効果的な船尾グランドの発明などに依存していた。 1865年には、複合機関を駆動するボイラー圧力が60ポンド/平方インチ（410kPa ）に上昇し、1869年のスエズ運河開通以前から、イギリスから中国への航路で長距離蒸気貨物船が商業的に実用的になった。数年のうちに、蒸気船はこの航路で運航されていた多くの帆船に取って代わった。 3段膨張式蒸気機関ではさらに高い燃料効率が得られたが、これはSSアバディーン号（1881年）で1平方インチあたり125ポンド（860kPa ）の圧力で稼働するボイラーを製造するためのより高品質の鋼材が入手可能になるまで待たなければならなかった。この時点で、ほぼすべての航路が蒸気船によって競争力のある価格で運航できるようになった。帆船は、予測可能で迅速な航海時間よりも低コストが荷送人にとって重要な一部の貨物で引き続き使用された。^{[ 52 ]： 99～100、随所[ 53 ] [ 54 ]： 106～111 [ 55 ]： 89}    

特に第二次産業革命は新たな機械的推進方法をもたらし、金属から船舶を建造できるようになったことで船舶設計が爆発的に発展した。^{[ 56 ]}これらは長距離商用船や外洋客船の開発、および船舶用蒸気機関、スクリュープロペラ、三段膨張機関などの技術革新につながった。^{[ 57 ] [ 58 ]}より効率的な船舶の追求、長期にわたる無駄な海上紛争の終結、産業大国の財政力の増大といった要因により、より専門的な船舶やその他の海上船舶が建造された。20世紀までに登場した全く新しい機能のために建造された船舶の種類には、調査船、オフショア支援船（OSV）、浮体式生産貯蔵積出設備（FPSO）、パイプ・ケーブル敷設船、掘削船、測量船などがある。^{[ 59 ]}

20世紀後半には、航空旅行の増加に伴い外洋客船が衰退するなど、船舶に変化が見られました。 1960年代以降のコンテナ船の台頭は、コンテナ化によって船舶の大型化、専用コンテナ航路の出現、一般貨物船や不定期船の衰退など、商業商船の性質を劇的に変化させました。^{[ 60 ]}また、20世紀後半には、世界中で観光クルーズ船が増加しました。 ^{[ 61 ]}

2016年には、49,000隻を超える商船があり、総載貨重量トン数は約18億トンでした。そのうち28%が石油タンカー、43%がばら積み貨物船、13%がコンテナ船でした。^{[ 62 ]} 2019年までに、世界の船隊には総トン数1,000トンを超える商船が51,684隻あり、総トン数は19億6,000 万トンでした。^{[ 63 ]} これらの船は 2018年に110億トンの貨物を輸送し、これは前年比2.7%増加しました。^{[ 64 ]} トン数で見ると、船の29%がタンカー、43%がばら積み貨物船、13%がコンテナ船、15%がその他の種類でした。^{[ 65 ]}

2008年には、哨戒艇などの小型船舶を除いて、世界で1,240隻の軍艦が運用されていた。これらの艦艇のうち、米国が300万トン、ロシアが135万トン、英国が50万4,660トン、中国が40万2,830トンを占めていた。20世紀には、2つの世界大戦、冷戦、そして2つの陣営の海軍力の台頭など、多くの海戦が見られた。世界の主要国は、最近では、フォークランド諸島における英国の行動やイラクにおける米国の行動のように、海軍力を行使している。

世界の漁船団の規模を推定するのはより困難である。これらのうち最大のものは商業船として数えられるが、最小のものは無数にある。漁船は世界のほとんどの沿岸の村で見られる。2004年時点で、国連食糧農業機関は 世界中で400万隻の漁船が操業していると推定した。 ^{[ 66 ]} 同じ調査では、世界の2900 万人の漁師^{[ 67 ]}がその年に8580万トン（8440万ロングトン、9460万ショートトン）の魚介類を漁獲したと推定している。 ^{[ 68 ]}

2023年には、世界の船舶数は3.4%増加しました。^{[ 2 ]} 2024年には、持続可能性を高め、炭素排出量を削減するために、代替燃料機能を備えた新造船がますます多く建造されています。^{[ 2 ]}代替船舶燃料には、 LNG、LPG、メタノール、バイオ燃料、アンモニア、水素などがあります。^{[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]}

2024年現在、船舶用風力発電は温室効果ガス排出量の削減の可能性から再び注目を集めている。^{[ 72 ] [ 73 ] [ 74 ]}

淡水輸送は、湖、河川、運河で行われる。これらの水域向けに設計された船舶は、特定の水路の幅や深さに合わせて特別に改造されている場合がある。大型船舶が一部航行可能な淡水水路の例としては、ドナウ川、ミシシッピ川、ライン川、長江、アマゾン川、五大湖などが挙げられる。

商船は商業目的で使用される船舶であり、漁船、貨物船、旅客船、特殊目的船の 4 つの大まかなカテゴリーに分類できます。^{[ 78 ]} UNCTADの海上輸送レビューでは、船舶を石油タンカー、ばら積み貨物船 (および複合貨物船)、一般貨物船、コンテナ船、および「その他の船舶」に分類しています。「その他の船舶」には、「液化石油ガス運搬船、液化天然ガス運搬船、小包 (化学) タンカー、特殊タンカー、冷凍船、オフショア供給船、タグボート、浚渫船、クルーズ船、フェリー、その他の非貨物船」が含まれます。一般貨物船には、「多目的船およびプロジェクト船、ロールオン/ロールオフ貨物船」が含まれます。^{[ 62 ]}

現代の商用船は通常、ディーゼルエンジンまたはまれにガスタービンエンジンで駆動される単一のプロペラによって推進されます。^{[ 79 ]}しかし、19 世紀半ばまでは、主に横帆が張られていました。最速の船はポンプジェットエンジンを使用する場合があります。コンテナ船などのほとんどの商用船は、貨物容量を最大化するためにフルハルフォーム（ブロック係数が高い）になっています。 ^{[ 80 ]}商船や漁船は通常鋼鉄で作られていますが、高速船にはアルミニウムが、小型船にはグラスファイバーや木材が使用されることがあります。^{[ 81 ]} 商用船の乗組員は一般的に船長が率いており、大型船には甲板士官と機関士官がいます。特殊目的の船は、必要に応じて専門の乗組員を乗せることが多く、たとえば調査船には科学者が乗船します。

漁船は一般的に小型で、多くは30メートル（98フィート）強ですが、大型のマグロ漁船や捕鯨船では最大100メートル（330フィート）になります。水産加工船では、漁獲物を市場に出荷できるように準備し、船が港に到着したらすぐに販売することができます。特殊用途の船には特殊な装備があります。たとえば、トロール船にはウインチとアームがあり、船尾トロール船には後部ランプがあり、マグロ巻き網漁船にはスキフがあります。2004年には、海洋漁業で85,800,000トン（84,400,000ロングトン、94,600,000ショートトン）の魚が漁獲されました。 ^{[ 82 ]}アンチョビは1,070万トン（1,050万ロングトン、1,180万ショートトン）で最大の単一漁獲量となった。^{[ 82 ]} その年の海洋漁獲上位10種には、スケトウダラ、ブルーホワイティング、カツオ、ニシン、マサバ、イワシ、チリマアジ、タチウオ、キハダマグロも含まれていた。 [ 82 ] サケ、エビ、ロブスター、アサリ^、イカ、カニなどの他の種も商業的に 漁獲されている。現代の商業漁師は多くの方法を使用している。1つは、巻き網、地引き網、揚網、刺し網、絡み網などの網漁である。もう1つは底引き網を含むトロール漁である。釣り針と釣り糸は、延縄漁や手釣りなどの漁法で使用されます。また、漁具を使った漁法もあります。  

貨物船は乾貨物と液体貨物を輸送します。乾貨物はばら積み貨物船でバルク輸送したり、一般貨物船に直接バラ積みで積み込んだり、コンテナ船のようにインターモーダルコンテナに積み込んだり、ロールオン・ロールオフ船のように船で陸揚げしたりできます。液体貨物は一般的にタンカーでばら積みで輸送されます。タンカーには原油と石油製品の両方が含まれる場合があり、ケミカルタンカーには化学薬品以外の植物油も含まれる場合があり、ガス運搬船もありますが、少量の貨物はコンテナ船のタンクコンテナで輸送される場合もあります。^{[ 83 ]}

旅客船は、小型の河川フェリーから非常に大型のクルーズ船まで、さまざまなサイズがあります。この種の船舶には、短距離の航行で乗客や車両を運ぶフェリー、ある場所から別の場所へ乗客を運ぶ外洋客船、そして、複数の場所を訪れ、船上でレジャー活動を行い、多くの場合乗船港に戻る、娯楽目的の航海で乗客を運ぶクルーズ船が含まれます。河川船や内陸フェリーは、困難な河川環境で乗客、貨物、またはその両方を運ぶように特別に設計されています。河川は船舶にとって特別な危険をもたらします。通常、河川の水流は変化し、高速の流れや突き出た岩などの危険をもたらします。堆積パターンの変化により浅瀬が突然出現することがあり、また、浮いているまたは沈んでいる丸太や木（スナッグと呼ばれる）が河川船の船体や推進装置を危険にさらすことがよくあります。河川船は一般的に喫水が浅く、船幅が広く、平面がやや四角く、乾舷が低く、舷側が高くなっています。河川船は、大きな湖や海、大洋で見られるような強風や高波に耐える必要がないため、このような構造でも航行可能です。

漁船は商業船の一種ですが、一般的にサイズが小さく、多くの場合、異なる規制や分類の対象となります。漁船は、構造、漁獲する魚の種類、漁法、地理的起源、索具などの技術的特徴など、いくつかの基準で分類できます。2004 年時点で、世界の漁船団は約 400 万隻の船舶で構成されていました。^{[ 66 ]} これらのうち、130 万隻は囲いのあるデッキ船で、残りは開放型船舶でした。^{[ 66 ]} デッキ船のほとんどは機械化されていましたが、開放型船舶の 3 分の 2 は帆と櫂で推進される伝統的な船でした。^{[ 66 ]既存の} 大型漁船の 60% 以上が日本、ペルー、ロシア連邦、スペイン^、またはアメリカ合衆国で建造されました。^{[ 84 ]}

気象船は、海洋気象予報に使用するために、地表および高層気象観測のプラットフォームとして海洋に配備された船でした。地表気象観測は1時間ごとに行われ、ラジオゾンデの放出は1日に4回行われました。^{[ 85 ]} また、捜索救助活動の支援や大西洋横断飛行のサポートも目的としていました。^{[ 85 ] [ 86 ]}航空業界 によって1927年にはすでに提案されていた気象船の設立は、第二次世界大戦中に非常に有用であることが証明されたため^、国際民間航空機関^{（ ICAO）は}1948年に気象船のグローバルネットワークを設立し、米国から13隻が提供されることになりました。^{[ 86 ]}この数は最終的に9隻に減らされました。^{[ 88 ]}

気象観測船の乗組員は通常、一度に 3 週間海上に出て、10 日ごとに港に戻っていた。^{[ 85 ]} 気象観測船の観測は、安全上の理由から他の船が好むような気象システムを避けることがなかったため、風や波の研究に役立つことがわかった。^{[ 89 ]}また、熱帯低気圧 などの海上の嵐の監視にも役立った。^{[ 90 ]} 気象観測船の撤去は、1987 年の大嵐に至るまでの予報においてマイナス要因となった。^{[ 91 ]} 1970 年代以降、船舶の費用が高額になったため、その役割は気象ブイにほぼ取って代わられた。 ^{[ 92 ]} 国際社会による気象観測船の使用に関する協定は1990年に終了した。最後の気象観測船は気象観測所M（「マイク」）として知られるポーラーフロント号で、2010年1月1日に運用を停止した。船舶による気象観測は、通常の商業運航を行う自主的な商船の船団によって継続されている。

海軍艦艇は、様々な種類の船舶から構成される。それらには、水上軍艦、潜水艦、補助艦艇などが含まれる。

現代の軍艦は一般的に、航空母艦、巡洋艦、駆逐艦、フリゲート艦、コルベット艦、潜水艦、揚陸艦の7 つの主要カテゴリーに分類されます。巡洋艦、駆逐艦、フリゲート艦、コルベット艦の区別は成文化されておらず、同じ艦艇でも海軍によって異なる名称で呼ばれることがあります。戦艦は第二次世界大戦中、そしてそれ以降も時折使用されてきましたが (最後の戦艦は2006 年 3 月に米国海軍艦艇登録簿から削除されました)、空母搭載機や誘導ミサイルの使用により時代遅れとなりました。^{[ 93 ]}

ほとんどの軍用潜水艦は、攻撃型潜水艦か弾道ミサイル潜水艦のいずれかである。第二次世界大戦終結まで、ディーゼル/電気潜水艦の主な役割は、対艦戦、秘密工作員や軍事部隊の潜入と排除、情報収集であった。ホーミング魚雷、より優れたソナーシステム、原子力推進の開発により、潜水艦は互いに効果的に追跡することも可能になった。潜水艦発射型核ミサイルと巡航ミサイルの開発により、潜水艦はクラスター爆弾から核兵器まで、さまざまな兵器で陸上と海上の目標を攻撃する、相当な長距離能力を獲得した。

ほとんどの海軍には、掃海艇、哨戒艇、沿岸哨戒艇、補給艦、医療施設として指定されている病院船など、多くの種類の支援艦艇や補助艦艇も含まれている。^{[ 94 ]}

巡洋艦や駆逐艦などの高速戦闘艦艇は、速度と機動性を最大限に高めるために、通常は細身の船体を持つ。^{[ 95 ]} また、通常は高度な海洋電子機器や通信システム、そして兵器も備えている。

船が浮かぶためには、船体の重量が船体によって押し除けられる水の重量よりも小さくなければならない。^{[ 96 ]}船体には、丸太を縛り合わせて筏を作るものから、アメリカズカップのヨットの先進的な船体まで、多くの種類がある。船体は、1つ（モノハル設計と呼ばれる）、カタマランの場合は2つ、トリマランの場合は3つある。3つ以上の船体を持つ船はまれだが、ペンタマランなどの設計で実験が行われたことがある。複数の船体は一般的に互いに平行で、剛性のアームで接続されている。

船体にはいくつかの要素があります。船首は船体の最前部です。多くの船は球状船首を備えています。竜骨は船体の最下部にあり、船の全長にわたって伸びています。船体の後部は船尾と呼ばれ、多くの船体にはトランサムと呼ばれる平らな後部があります。一般的な船体付属物には、推進用のプロペラ、操舵用の舵、船の横揺れを抑えるためのスタビライザーなどがあります。その他の船体の特徴は、漁具やソナードームなど、船の用途に関連する場合があります。

船体は、様々な静水力学的および流体力学的制約を受ける。最も重要な静水力学的制約は、船体全体の重量を支え、重量が不均等に分布している場合でも安定性を維持できることである。流体力学的制約には、衝撃波、天候による衝突、座礁に耐える能力が含まれる。

古い船舶やレジャーボートは、木製の船体を持つものが多い（または持っていた）。ほとんどの商用船舶には鋼鉄が使用されている。高速船にはアルミニウムがよく使われ、帆船やレジャーボートには複合材料がよく見られる。コンクリート製の船体を持つ船舶も存在する。

船舶の推進システムは、人力推進、帆走、機械推進の3つのカテゴリーに分類されます。人力推進には、大型のガレー船でも使用されていた漕ぎが含まれます。帆走による推進は、一般的に、支柱と桁で支えられ、ロープで制御される直立したマストに帆を張る方式です。帆走システムは19世紀まで推進システムの主流でした。現在では、主にレクリエーションや競技に使用されていますが、ターボセイル、ローターセイル、ウィングセイルなどの実験的な帆走システムは、燃料節約のために大型の現代船舶で使用されています。

機械式推進システムは一般的に、モーターまたはエンジンがプロペラを回転させる構成であり、まれにインペラや波力推進フィンが用いられることもある。当初はこの目的で蒸気機関が使用されていたが、現在では主に2ストロークまたは4ストロークのディーゼルエンジン、船外機、高速船ではガスタービンエンジンに置き換えられている。蒸気を発生させる原子炉は軍艦や砕氷船の推進に用いられており、商用船の動力源として利用しようとする試みも行われている（NSサバンナを参照）。

従来の固定ピッチプロペラや可変ピッチプロペラに加え、二重反転プロペラやノズル型プロペラなど、多くの特殊なバリエーションが存在する。ほとんどの船舶はプロペラを1基搭載しているが、大型船舶の中には、港内での操縦のために横方向スラスタを備えたプロペラを最大4基搭載しているものもある。プロペラはプロペラシャフトを介して主機関に接続され、中速・高速機関の場合は減速ギアボックスも使用される。現代の船舶の中には、ディーゼル電気駆動方式を採用しているものもあり、船の発電機で駆動される電動モーターによってプロペラが回転する。

環境の持続可能性が最重要課題となるにつれ、海運業界はよりクリーンな推進技術を模索している。LPG（液化石油ガス）、アンモニア、水素などの代替燃料が有望な選択肢として浮上している。LPGはすでに長距離輸送の燃料として利用されており^{[ 97 ]}、二酸化炭素排出量の少ないクリーンな選択肢となっている。一方、水素とアンモニアの技術は長距離輸送用途向けに開発段階にあり、排出量をさらに大幅に削減し、カーボンニュートラルな海運の実現に一歩近づくことが期待されている。

手動のオールやパドルなど、左右それぞれに独立した推進システムを備えた船舶の場合、 ^{[ l ]}操舵システムは不要となる場合があります。エンジンや帆で推進するボートなど、ほとんどの設計では操舵システムが必要になります。最も一般的なのは舵で、船体後部に位置する水中の平面です。舵を回転させることで横方向の力が発生し、ボートの向きが変わります。舵は、ティラー、手動のハンドル、または電気油圧システムによって回転させることができます。オートパイロットシステムは、機械式舵と航行システムを組み合わせたものです。ダクト付きプロペラが操舵に使用されることもあります。

推進システムの中には、本質的に操舵システムでもあるものがある。例としては、船外機、バウスラスター、アジマススラスターなどが挙げられる。

大型のボートや船は一般的に複数のデッキと区画を備えています。全長約7.6メートル（25フィート）を超える帆船には、独立した寝室とトイレがあります。漁船や貨物船には通常、1つ以上の貨物倉があります。ほとんどの大型船舶には、機関室、調理室、および作業用のさまざまな区画があります。タンクは、燃料、エンジンオイル、および真水を貯蔵するために使用されます。バラストタンクは、船のトリムを変更し、安定性を調整するために装備されています。 

上部構造物は主甲板の上に設置される。帆船では通常、非常に低い位置にある。現代の貨物船では、ほぼ必ず船尾付近に位置する。客船や軍艦では、上部構造物は一般的に船首まで大きく伸びている。

船の装備は、船の時代、設計、運用海域、目的などの要因によって船ごとに異なる。^{[ 98 ]}広く見られる装備の種類には以下のようなものがある。

• マストには、アンテナ、航行灯、レーダートランスポンダー、霧信号、その他法律で義務付けられている同様の機器が設置されることが多い。
• 係留設備は、錨、その鎖またはケーブル、および接続金具から構成される。^{[ 99 ]}
• クレーンや貨物ブームなどの貨物運搬機器は、貨物や船舶用品の積み下ろしに使用されることがある。
• 救命ボート、救命いかだ、サバイバルスーツなどの安全装備は、緊急時の使用のために多くの船舶に搭載されている。

船は、船が押し退けた水の質量が船の質量と等しくなる高さで水に浮かび、下向きの重力と上向きの浮力が等しくなります。船が水中に沈められると、船の重量は一定のままですが、船体によって押し退けられる水の重量は増加します。船の質量が全体に均等に分布していれば、船は全長と全幅にわたって均等に浮かびます。船の安定性は、この静水力学的意味と、動き、横揺れ、縦揺れ、波や風の作用を受けたときの流体力学的意味の両方で考慮されます。安定性の問題は、過度の縦揺れや横揺れ、そして最終的には転覆や沈没につながる可能性があります。^{[ 100 ]}

船舶が水中を進む際、水による抵抗が生じます。この抵抗はいくつかの要素に分解できますが、主なものは船体と水の摩擦と造波抵抗です。抵抗を減らし、一定の出力で速度を上げるには、水に接する表面積を減らし、振幅の小さい波を発生させる水中船体形状を採用する必要があります。そのため、高速船は一般的に船体が細長く、付属物が少ないか小さい形状になっています。また、船体に付着する海洋生物や藻類を除去するために定期的に船体をメンテナンスすることで、水の摩擦も軽減されます。このメンテナンスには、防汚塗料がよく用いられます。球状船首などの先進的な設計は、造波抵抗の低減に役立ちます。

造波抵抗を考える簡単な方法は、船体と航跡波の関係を考察することです。波の伝播速度よりも遅い速度では、波は急速に左右に減衰します。しかし、船体が波の伝播速度に近づくと、船首の航跡波は減衰するよりも速く形成され始め、振幅が大きくなります。水が「船体の邪魔にならないように十分に速く進む」ことができないため、船体は本質的に船首波を乗り越えるか、押し進む必要があります。その結果、速度が増加するにつれて抵抗が指数関数的に増加します。

この船体速度は次の式で求められます。

${\displaystyle {\mbox{knots}}\approx 1.34\times {\sqrt {L{\mbox{ft}}}}}$

または、メートル法単位では：

${\displaystyle {\mbox{knots}}\approx 2.5\times {\sqrt {L{\mbox{m}}}}}$

ここで、Lは喫水線の長さ（フィートまたはメートル）です。

船の速度/長さ比が0.94を超えると、船は船首波の大部分を追い越し始め、船体は2つの波のピークのみで支えられるため、実際に水中でわずかに沈みます。船の速度/長さ比が1.34を超えると、船体速度、波長が船体よりも長くなり、船尾は航跡で支えられなくなり、船尾が沈み、船首が持ち上がります。船体は自身の船首波を登り始め、抵抗が非常に高い割合で増加し始めます。排水型船体を速度/長さ比1.34よりも速く航行させることは可能ですが、費用がかかりすぎます。ほとんどの大型船は、そのレベルをはるかに下回る速度/長さ比、つまり1.0未満の速度/長さ比で運航しています。

十分な資金がある大規模プロジェクトの場合、流体抵抗は船体試験プールで実験的にテストするか、計算流体力学のツールを使用してテストすることができる。

船舶は、風や天候の影響だけでなく、海面波やうねりにもさらされます。これらの動きは乗客や設備にストレスを与える可能性があり、可能な限り制御する必要があります。横揺れは、バラストやフィンスタビライザーなどの装置によってある程度制御できます。縦揺れは制御がより難しく、船首が波に沈むと危険な場合があります。この現象は「叩きつけ」と呼ばれます。激しい横揺れや縦揺れを止めるために、船は針路や速度を変更しなければならない場合もあります。

船舶の設計は仕様書から始まります。造船技師はこの仕様書をもとに、プロジェクトの概要を作成し、必要な寸法を評価し、基本的な空間配置と概略排水量を決定します。この初期設計の後、設計者は船体の初期設計、全体的な形状、そして船舶の推進システムの概要を作成できます。この段階で、設計者は船舶の設計を繰り返し改良し、各段階で詳細を追加し、設計を洗練させていきます。

設計者は通常、全体計画、船舶の特性を記述した一般仕様書、および建造現場で使用する建設設計図を作成します。大型または複雑な船舶の設計には、帆装図、電気系統図、配管および換気計画図が含まれる場合もあります。

環境法が厳格化するにつれ、船舶設計者は、船舶が耐用年数の終わりに近づいた際に容易に解体または廃棄でき、廃棄物を最小限に抑えられるような設計を行う必要がある。

船舶の建造は造船所で行われ、量産されるユニットの場合は数か月、フリゲート艦ハーマイオニー のような木造船の再建の場合は数年、航空母艦の場合は10年以上かかることがあります。第二次世界大戦中、貨物船の必要性が非常に高かったため、リバティ船の建造期間は当初の8か月以上から数週間、あるいは数日にまで短縮されました。建造者は、今日の造船所で使用されているような生産ラインやプレハブ工法を採用しました。^{[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]}

船体の材質と船のサイズは、建造方法を決定する上で大きな役割を果たす。大量生産されるグラスファイバー製のヨットの船体は型を使って作られるが、貨物船の鋼鉄製の船体は、建造時に大きな部材を溶接して接合していく。

一般的に、船の建造は船体から始まり、全長約30メートル（98フィート）を超える船舶では、竜骨の設置から始まる。これは乾ドックまたは陸上で行われる。船体が組み立てられ塗装されると、進水される。上部構造の設置や設備・居住区の追加といった最終段階は、船が水に浮かんだ後に行うことができる。 

完成すると、船は顧客に引き渡されます。進水式はしばしば重要な式典であり、通常は船に正式な名前が付けられる時です。一般的な小型手漕ぎボートは 100 ドル未満、小型スピードボートは 1,000 ドル、クルージングヨットは数万ドル、ヴァンデグローブ級ヨットは約 2,000,000 ドルかかります。25メートル (82 フィート)のトロール船は 250 万ドル、1,000 人収容の高速旅客フェリーは 5,000万ドル前後かかる場合があります。船のコストは、その複雑さによって部分的に決まります。小型の一般貨物船は2,000 万ドル、パナマックスサイズのばら積み貨物船は約 3,500 万ドル、スーパータンカーは約 1億 500万ドル、大型LNG タンカーは2億ドル近くかかります。最も高価な艦船は、一般的に搭載されている電子機器のコストが高いためである。例えば、シーウルフ級潜水艦は約20億ドル、航空母艦は約35億ドルかかる。         

2023年には、世界の船舶の大部分（世界生産量の95%）が中国、韓国、日本の3カ国だけで建造された。^{[ 2 ]}

船舶は、航行中、埠頭停泊中、あるいは場合によっては傭船契約や運航シーズン間の運航状況が縮小している期間など、その運用期間中ほぼ絶えずメンテナンスを受けている。

しかし、ほとんどの船舶は、定期的に乾ドックなどの特別な施設に入渠する必要があります。乾ドックでよく行われる作業には、船体に付着した生物の除去、船体のサンドブラスト処理と再塗装、水中機器の腐食防止に使用される犠牲陽極の交換などがあります。推進システムや操舵システム、主要な電気系統の大規模な修理も、乾ドックで行われることがよくあります。

海上で大きな損傷を受けた船舶は、造船所など、大規模な修理に対応できる施設で修理される場合がある。また、船舶は新たな用途に改造されることもある。例えば、石油タンカーはしばしば浮体式生産貯蔵積出設備（FPSO）に改造される。

ほとんどの外航貨物船の耐用年数は20年から30 年です。合板やグラスファイバー製の帆船は30年から40 年持ちます。頑丈な木造船はもっと長持ちしますが、定期的なメンテナンスが必要です。丁寧にメンテナンスされた鋼鉄製のヨットは100年以上も持ちます 。

船舶は老朽化すると、腐食、浸透、腐敗などの要因によって船体の強度が低下し、航行するには危険な状態になります。こうなると、海上で自沈させるか、解体業者によってスクラップにされます。また、博物館船として利用したり、防波堤や人工礁の建設に利用されることもあります。

多くの船は解体場にたどり着くことなく、火災、衝突、座礁、または海上での沈没によって失われます。連合国は第二次世界大戦中に約5,150隻の船を失いました。^{[ 104 ]}

原油流出は環境に壊滅的な影響を及ぼします。原油には多環芳香族炭化水素（PAH）が含まれており、これは除去が非常に困難で、堆積物や海洋環境に何年も残ります。^{[ 109 ]} PAHに常にさらされている海洋生物は、発達障害、病気への感受性、異常な生殖周期を示す可能性があります。

輸送される石油の量から考えると、現代の石油タンカーは環境にとってある種の脅威とみなさざるを得ない。石油タンカーは200万バレル（31万8000^立方メートル）の原油、または8400万ガロン（6994万英ガロン、3億1800万リットル）を輸送できる。これは、広く知られているエクソン・バルディーズ号事故で流出した量の6倍以上である。この事故では、1989年3月に船が座礁し、1080万米ガロン（899万3000英ガロン、4088万リットル）の石油が海に流出した。科学者、管理者、ボランティアの努力にもかかわらず、40万羽以上の海鳥、約1000頭のラッコ、そして膨大な数の魚が死んだ。^{[ 109 ]}       

国際タンカー所有者汚染防止連盟は、1974年以来9,351件の偶発的な流出事故を調査しました。 ^{[ 110 ]}この調査によると、流出事故のほとんどは、貨物の積み込み、荷揚げ、燃料油の給油などの日常的な作業から発生しています。^{[ 110 ]} 作業中の油流出事故の91%は小規模で、 1件あたり7トン 未満でした。 ^{[ 110 ]}衝突、座礁、船体破損、爆発などの事故による流出事故ははるかに大規模で、これらの84%は700 トンを超える損失を伴います。^{[ 110 ]}

エクソン・バルディーズ号原油流出事故の後、米国は1990年石油汚染法（OPA-90）を可決し、2015年までに米国領海に入るすべてのタンカーを二重船殻にするという規定を盛り込んだ。エリカ号（1999年）とプレステージ号（2002年）の沈没事故の後、欧州連合は独自の厳格な汚染防止対策パッケージ（エリカI、II、IIIとして知られる）を可決し、2010年までに欧州領海に入るすべてのタンカーを二重船殻にすることを義務付けた。エリカ対策パッケージは、「重大な過失」という新たな法的概念を導入したため、物議を醸している。^{[ 111 ]}

コンテナ船や石油タンカーなどの大型船が貨物を荷揚げする際、船体の安定性とバランスを保つために、船体内の他の区画に海水が送り込まれる。荷揚げ時には、このバラスト水がこれらの区画から排出される。^{[ 112 ]}

バラスト水移送の問題の 1 つは、有害生物の輸送です。Meinesz ^{[ 113 ]}は、単一の侵入種が生態系に害を及ぼす最悪のケースの 1 つは、一見無害なプランクトン生物に起因すると考えています。大西洋沿岸の米国からアルゼンチンのバルデス半島までの河口に生息するクシクラゲの一種であるMnemiopsis leidyi は、黒海で顕著な被害をもたらしました。この種は 1982 年に初めて持ち込まれ、船のバラスト水で黒海に運ばれたと考えられています。クシクラゲの個体数は指数関数的に増加し、1988 年までに地元の漁業に大混乱をもたらしました。 「カタクチイワシの漁獲量は、1984年の20万4000トン（22万5000ショートトン、20万1000ロングトン）から1993年には200トン（220ショートトン、197ロングトン）に減少しました。ニシン科の魚は、 1984年の2万4600トン（2万7100ショートトン、2万4200ロングトン）から1993年には1万2000トン（1万3200ショートトン、1万1800ロングトン）に減少しました。アジ科の魚は、1984年の4000トン（4410ショートトン、3940ロングトン）から1993年にはゼロになりました。」^{[ 113 ]}クシクラゲが魚の幼生を含む動物プランクトンを食い尽くしたため、その数は劇的に減少しましたが、生態系を依然として支配し続けています。最近、クシクラゲはカスピ海で発見されました。外来種は、かつて占有されていた地域を占領し、新たな病気の蔓延を促進し、新たな遺伝物質を導入し、景観を変え、在来種の食料獲得能力を脅かす可能性があります。「陸上と海上において、外来種は米国で毎年約1370億ドルの収益損失と管理コストの原因となっています。」^{[ 109 ]} 

船舶からのバラストやビルジの排出は、ヒトの病原体やその他の有害な病気や毒素を拡散させ、人間と海洋生物の両方に健康問題を引き起こす可能性があります。^{[ 114 ]}沿岸水域への排出は、他の海洋汚染源とともに、海洋植物、動物、微生物に有毒となる可能性があり、成長の変化、ホルモン周期の乱れ、先天異常、免疫系の抑制、癌、腫瘍、遺伝子異常、さらには死に至る障害などの変化を引き起こす可能性があります。^{[ 109 ]}

船舶からの排気ガスは、大気汚染の大きな原因と考えられています。「海上船舶は、化石燃料からの窒素排出量の約14％、石油使用による硫黄排出量の約16％を大気中に放出していると推定されています。」^{[ 109 ]}ヨーロッパでは、船舶が大気中に放出される硫黄の大部分を占めており、「ヨーロッパのすべての自動車、トラック、工場を合わせた量の硫黄に匹敵する」とされています。^{[ 115 ]}「2010年までに、陸上の大気汚染の最大40％が船舶から発生する可能性がある。」^{[ 115 ]}大気中の硫黄は酸性雨を生成し、農作物や建物に被害を与えます。硫黄を吸入すると、呼吸器系の問題を引き起こし、心臓発作のリスクを高めることが知られています。^{[ 115 ]}

船舶解体とは、船舶をスクラップとしてリサイクルするために解体する船舶処分方法の一種で、船体は船舶墓場に廃棄されます。ほとんどの船舶は、数十年で摩耗が進み、改修や修理が非経済的になります。船舶解体によって、船舶から出る材料、特に鋼材を再利用することが可能になります。

しかし、船舶（特に古い船舶）には、鉄鋼やその他の有用な材料に加えて、先進国では禁止されている、あるいは危険とみなされている多くの物質が含まれている可能性があります。アスベストやポリ塩化ビフェニル（PCB）はその典型的な例です。アスベストは、1980年代半ばに先進国のほとんどで最終的に禁止されるまで、船舶建造に多用されていました。現在、アスベスト除去にかかる費用、高額になる可能性のある保険料、そして健康リスクのため、ほとんどの先進国では船舶解体はもはや経済的に成り立たなくなっています。スクラップとして金属を撤去する費用は、金属自体のスクラップ価値よりも高くなる可能性があります。しかし、発展途上国のほとんどでは、造船所は人身傷害訴訟や労働者の健康被害請求のリスクなしに操業できるため、これらの造船所の多くは高い健康リスクを抱えて操業している可能性があります。さらに、労働者の賃金は非常に低く、残業手当やその他の手当もありません。保護具がなかったり、不十分だったりすることもあります。燃焼物から発生する危険な蒸気や煙を吸い込む可能性があり、こうした故障現場周辺には、アスベストが付着した粉塵の多い場所がよく見られる。

近年、船舶解体は、造船所の作業員の健康問題に加え、環境問題としても大きな懸念事項となっている。船舶解体場がある多くの発展途上国では、環境法が緩かったり、存在しなかったりするため、大量の高毒性物質が環境中に流出し、船舶解体作業員、地元住民、野生生物に深刻な健康被害をもたらしている。グリーンピースなどの環境保護団体は、この問題をキャンペーンの最優先事項としている。^{[ 116 ]}