我们知道，在海上航行，会受到许多客因素的制约，如天气、潮流、暗礁、船舶操纵等等，都会影响航行的安全。古代人由于受历史条件的限制，在落后的技术和设备下，更多地是借助自然条件来辅助航海，因此，古代先人们在经过反反复复地探索和总结后，摸索出一套适用于古代航海的技术。这些技术也成为后来科技发展提供了有力的科学依据。

（一）季风航海术。中国对季风的认识很早，利用风帆为动力航海，也在四千年前的夏代就开始了。中国人很早就掌握了西太平洋与北印度洋的季风规律，并已应用于航海活动。实际上，东汉应勋在《风俗通义》已经提到：“五月有落梅风，江淮以为信风。”，“落梅风”意即梅雨季节以后出现的东南季风。两汉时期人们只有利用季风，才能做远洋航行。但对季风的利用比较被动。晋代高僧法显（约337年—422年）访问印度，是从海路回国的，到爪哇不得不等待季风达5个月。

到宋代，对季风的利用就自由得多了，由于帆船的技术大为改进，已经可以做到“风来八面，唯头不可行”，即除了当头的方向而外，船可以向其他7个方向前进。这种技术，西方在16世纪以后才掌握。

三宝太监郑和（1373年—1435年）大规模的航海活动，就是在掌握了季风规律且有良好的航海技术的情况下进行的。郑和的船队在世界上是空前庞大的。宝船长44丈、宽18丈，可载人。62艘船装载了丝绸、瓷器、宝货，乘2.78万人。公开的目的是向番邦“宣谕圣教”，秘密的使命是寻访明惠帝（朱允文，年号建文）的下落。因为明成祖（朱隶）是从侄儿建文帝那里夺取帝位的，不找到建文他就不能放心做皇帝。这两个目的都没有结果，客观的效果却是使海上丝绸之路变得很畅通了。

从明成祖永乐三年（1405年）至明宣宗宣德八年（1433年），郑和七下西洋，时间是永乐年间的1405年—1407年、1407年—1409年、1409年—1411年、1413年—1415年、1417年—1419年、1421年—1422年六次，宣德年间的1431年—1433年一次。从这个时间表可以看出，前三次行动是相当的急切，连年都在海上，后几次才有所间歇。

郑和死后，就没有这样大规模的航行了。他的副使王景宏、侯显章，随行官员马欢、费信、巩珍等都留下了宝贵的资料，马欢的《瀛涯览胜》、费信的《星槎览胜》，描写了西洋各国的气候和风物。人亡事寝，此后一百多年，朝廷没有人组织与西洋交往的海上航行。

到万历年间（1573年—1619年），曾有人提出遣使通西洋，那时项忠为兵部尚书，接圣旨要查西洋水程，查了三天，竟查不到当年郑和留下的档案材料。原来是兵部官员刘忠宣抢先一步把郑和档案藏匿起来了，言官们又纷纷谏阻，通西洋的事就再无人提了。

就在郑和以后不久，葡萄牙、西班牙的航海事业超过了中国，虽然规模、装备和技术还不如郑和的船队，但向西行可以到达东方的思路正确，哥伦布（约1451年—1506年）于1492年带着西班牙国王致中国皇帝的信发现了美洲。

（二）地文航海术。地文航海，根据地上物标确定船位和引航的应用学科，是航海学的一个分支，利用地文学原理，通过罗经、雷达等航海设备观测陆地上或海面上（如灯船）的物标并依靠海图作业进行定位和导航，引导舰艇从一地航行到另一地的航海理论和方法，主要内容包括航海基础知识，航线设计，航迹推算，陆标定位以及航行方法等。

古代航海技术的不发达，决定了航海活动基本上保持在近海地区。远洋航行的船舶从东亚大陆起航后，首段航程基本上不出大陆海岸和太平洋西岸岛弧之间的海域。亚洲大陆东海岸的特定自然条件，决定了古代东亚航海主要采用地文导航。地文导航是先民在千百年的航海实践中发展起来的。古时航海的动力主要是风力和洋流，因而船舶的航速和航线还不能完全由舟人主观意愿操纵，在这种情况下，随时确定船舶的方位，成了安全航行、保持正确航向目的港的最重要因素之一。古代中国海船的地文导航术中主要是陆标导航。这种导航法要求水汽船牢记所经地区的岛屿、大陆海岸地标的方位和自然地貌，并能从各个方向和各种气候条件下辩识之。除了陆标导航之外，确定船舶方位的辅助手段还有海底地貌识别法，例如测量水探、在铅锤底涂蜡油或黄油粘起泥沙以核查海底地表土质、察看海水水色等。因此为了正确导航，舟人必须牢记海上及大陆边缘海区的地貌形态。为了将导航术传示子孙后人，有些舵师把沿线山屿形势绘成图，并用文字把陆标、港湾水深、海底土质记录下来。这些资料后来发展成为更路簿、针经和海图等资料。

（三）天文定位导航术。利用对自然天体的测量来确定自身位置和航向的导航技术。由于天体位置是已知的，测量天体相对于导航用户参考基准面的高度角和方位角就可计算出用户的位置和航向。天文导航系统不需要其他地面设备的支持，所以是自主式导航系统。不受人工或自然形成的电磁场的干扰，不向外辐射电磁波，隐蔽性好，定位、定向的精度比较高，定位误差与定位时刻无关，因而得到广泛应用。

春秋战国时期，海上导航技术已与天文学联系起来。战国时期人们已经对二十八星宿和一些恒星进行了定量观测，并取得了可喜成果，并把海上航行与天文学相结合，利用北极星为航行定向。战国时期，磁石“司南”已发明。但其用途主要用于陆上定位。春秋战国时期主要以太阳和北极星为海上导航标志。

在先秦时期天文导航的基础上，秦汉时期的导航技术有了进一步的提高。据《汉书·艺文志》载，西汉时海上导航的占星书已有《海中星占验》十二卷，《海中五星经杂事》二十二卷等有关书籍总计达一百三十六卷之多，可能是中国航海人员载航海过程中总结出来的天文经验和规律。其内容应是记录航海中对星座、行星等位置判定以确认航线。

唐代天文定位术的发展，集中体现在利用仰测两地北极星的高度来确定南北距离变化的大地测量术。开元年间天文学家憎一行已可以利用“复矩”仪器来测量北极星距离地面的高度，虽与实际数字有一定的差距，但这是世界首次对子午线的实测，而且这种测量术很可能已经在航行中使用。唐代航行者已掌握利用北极星的高度而进行定位导航。

牵星术，乃是当时一种利用天文状况进行测位的航海技术。即在船上利用牵星板来观察某一星辰的高度，借以确定船只所在的地理位置。特别是在深海中，地形水势难以提供有效的识别，无所凭依，往往以天象来确定航位。《郑和航海图》中就附有《过洋牵星图》，记录在印度洋地区的牵星航海。

（四）海洋潮汐知识。秦汉时代，人们对潮汐的认识已越过表面现象，并进而探究潮汐成因以及与其他事物之间的内在关联。在春秋战国时代，人们对于潮汐升降特别是通河口的明显奇特的潮汐现象虽有所观察，但感到难以理解，只得归咎为神力迷信。然而到了汉代，特别是东汉，人们关于潮汐的认识有了突破。

东汉王充在《论衡·书虚篇》中，更对传统的关于潮汐的迷信观念提出了有力的批判。他说，潮汐是“天地之性，上古有之。经曰：‘江汉朝宗于海’，唐虞之前也”，绝非从伍子胥时代才有。又说，“其发海中之时，漾驰而已；入三江（指钱塘江、山阴江、上虞江）之中，殆小浅狭，水激沸起，故滕为涛”。成功地解释了江河入海口的暴涨潮现象。最后，他正确地提出了“涛之起也，随月盛衰”的科学假说，第一次把潮汐成因与月球运动联系起来，为我国古代的潮汐理论与有关的生产实践活动（如航海）作出了杰出的贡献。

（五）航路指南。宋元人不但能依据熟悉的陆标来确定船舶安全通过的航道或锚泊的场所。宋代的已有了明确的航路指南。到了宋代，航路指南更趋具体化，对安全航路、航行方法、海上航程、危险物等的记述日益明确、详细，使航海者取得了更多的主动权与自由度。如在国内北洋航行中，成山角是主要的拐向航点，元代航海者在“黑水洋”“过黑水洋”与“北洋官绿水”内，都有迅速与安全地找到它的航路指南。

（六）航用海图。宋代的航用海图，是根据海上活动需要而绘制的专用地图。在海图上，一般应能反映出一定水域的地形地貌、水文要素，定位条件用其他与航行有关的资料和说明。

到了元代航海图的应用更为普遍。宋末元初，北洋航区的海图已广泛用于民间。不过值得庆幸的是，在明代的《海道经》尚保存了一卷元人底本的《海道指海图》。

（七）指南针与磁罗盘导航。指南针的前身——“司南”早在战国时即已问世。但是这种由天然磁石加工而成的圆勺形测向器，显然不适于在波涛颠荡的海洋上应用。到了宋代，由于科技水平的全面提高，特别是由于人工磁化技术的出现，才使这些划时代的导航仪器的诞生成为可能。它是“以针横贯灯心（即灯心草），浮于水上，亦指南，然常偏丙位”。由于不论船舶在海中如何摇摆，而容器中的水面总有维持水平的倾向，因此，水浮针的指向效果相当稳定。同时，值得注意的是，北宋人所谓指南针“常微偏东”或“常偏丙位”（即正南偏东15度），表明当时已认识到地磁偏角的存在。这对于提高船舶的导航精度具有重大意义，比1492年哥伦布在横渡大西洋到达“新大陆”时的同样发现，早出4个世纪以上，是古代中国磁学与导航技术走在世界前列的明证之一。

当然，罗盘针在当时已成为主要的一种航路指南手段，这是元代地文航海技术的重大进步之一。罗盘针的应用，在世界航海史上上一件划时代的大事。中国磁罗盘的发明及在世界上的广泛应用，使西方中世纪的海图与航海技术发生了根本的变革。

（八）船舶操纵技术。船舶操纵技术包括驶帆、操舵、测深、用锚等技术。从有关历史文献考察发现，宋元人已颇精此道，他们在驶帆、操舵、测深、用锚等船艺方面已有相当水准。

宋元的航海技术非但奠定了中国古代航海技术中的最主要、最先进部分的基础，而且对此后的中外航海活动产生了极为深远的影响。它的出现，从根本上看，是宋元及其以前历代中国古代航海者长期的航行实践、科学观察、经验积累和大胆创新的历史产物。