宋朝（960－1279）自建立到灭亡，300多年间始终面对着北方少数民族政权的威胁。辽、金、西夏、蒙古政权长期掌握着对西域的陆路交通，宋朝与外部交往主要依赖海路，加上宋朝重视漕运和海外贸易，造船与航海事业比前代有重大的进步。元朝起自朔漠，但同样重视海外交通与贸易，为造船业与航海活动开辟了广阔的空间。
宋代造船业有官营与私营之分。官府在水路和海上交通便利的州府设置船务船场，制造各种船只，用以江防、海防，或是漕运、客运。私营造船业也很可观，一些富豪商贾出资建造的远洋大船，比官府所造的船还要先进。
中国海船船体一般是尖底造型，呈V形，便于抗风破浪。1974年在福建泉州湾后渚港出土的宋代海船，造型就是尖底的，船身扁阔，平面近似椭圆形。海船采用了多根桅杆和可放倒桅（也称可眠桅）技术，船身采取水密隔舱技术，即使船舱部分漏水，无关大局。泉州发现的古船用十二道舱壁分隔成十三舱。选材用耐腐蚀的松、杉、樟等，接缝处用桐油、石灰、麻丝捻紧，以防漏水。64
当时福建的福州、泉州，岭南的广州、雷州等地所造海船，最为出名。各种船只的载重量以“料”计算，“料”即“石”或“硕”，一“料”就是一“石”或一“硕”，约合60公斤。直到明代，仍然采取这种计量方法。吴自牧《梦梁录》记载中国最大的海船载重达5000料，也就是载重300吨左右，2000料海船分载重大约为120吨。11世纪80 年代，宋朝派出一个使团前往朝鲜半岛，有8艘载重量从120吨到240吨的“神舟”、“客舟”，规模宏伟，当宋朝使团驾驶庞然大物到达港口时，引来“倾国耸观而欢呼嘉叹”。65
宋元时期随着海上航行经验的增多，中国人对海洋及外部世界的认识也不断增加。宋代以前，人们称东南亚和印度洋诸国为“南海诸国”或“海南诸国”，以“大食”统称阿拉伯世界，以“五天竺”统称印度次大陆。到宋代，人们经常航行到阿拉伯地区，开始把“大食”划分为东、西两部分：“东大食海”指阿拉伯半岛以东的波斯湾，“西大食海”指阿拉伯半岛以西的红海。对南海航线所及海区也提出“上岸”、“下岸”等区划。
元代时，中国的地理观念也有了变化，提出了“东洋”、“西洋”、“大东洋”、“小东洋”、“小西洋”等概念。当时人所说的“东洋”和“西洋”大体以龙牙门（今马六甲海峡）和兰无里（今苏门答腊岛西北端的亚齐）为分界，以东的南太平洋为“东洋”，以西的印度洋为“西洋”；“东洋”又以渤泥（今文莱）为界，以东为“小东洋”，以西为“大东洋”，这是中国古代海洋意识与海洋地理知识的重大进步，这些概念也为后世所沿用。66
中国海商除了掌握海上风候，懂得利用季风航海外，有经验的海员还能“仰观天象，以卜明晦”；“夜则观星，昼则观日”。即通过观察日月星辰，判断天气的变化。马可·波罗说，从中国到波斯途中的中国商船由马六甲海峡进入印度洋后，便有北极星高度的观察记录。可以肯定，当时中国的航海家已经掌握“牵星术”，通过观测北极星的高度，来判断航线所在的地理纬度，这是10－14世纪天文航海技术的重大突破。
北宋文献《萍洲可谈》（12世纪初）、《宣和奉使高丽图经》（12世纪下半叶）记载了中国航海家使用指南针进行航海活动的情况。指南针是指示和确定海上航向的重要工具。由于指南针的使用，南海航路新开辟了从广州、泉州启航，经达蓝里（今印度尼西亚苏门答腊亚齐附近）横渡印度洋，直航阿拉伯半岛、东非的航线。
中国指南针
中国人掌握的天文航海技术和指南针用于航海，是世界航海事业的重大进步。指南针技术经阿拉伯人传入欧洲，在14世纪大力推动了西方航海事业的发展。在指南针投入使用之前，世界闻名的商业帝国威尼斯的帆船都无法远离海岸线航行。有了指南针的帮助，加上航海图的改进，每年往返威尼斯与亚历山大之间的航行次数也从1次增加到2次。
与此同时，欧洲各国的造船技术也发生了重大变化。原来是先做船体，然后通过防水的榫眼和榫头的细木工艺将船体连接起来，最后在船体中间插入肋骨与托架。11世纪以后，帆船制造工艺出现重大改进，即先做船的龙骨和肋骨，再装上木制船体，并使用纤维与沥青以增加船体防水性能。此外，艉柱舵代替了拖桨，从而更有效地控制航向。船帆的改进主要是引入与主桅成一定角度的三角形侧帆，取代了原来的与主桅成直角形的直角帆。
威尼斯的帆船主要有两种类型：一种是通用载货帆船，又称“方帆帆船”，完全依赖风帆提供动力；另一种则是桨、帆并用的大木船，主要运送旅客与昂贵货物，以及执行海军任务。这种船的船体既长又宽，可容纳船员200人（大部分为桨手）。速度快，灵活机动，适合无风情况下航行。十字军时期威尼斯政府的船只平均可载运500吨货物，但私人商船一般不如政府的船只大。
马可·波罗时代的欧洲舰船
与此同时，各国船只的规模也不断增大，地中海各国的船只比北欧的船只大。13世纪时的英国船只平均载重为200吨，最大为300吨。
