北洋水師，或稱作北洋艦隊、北洋海軍，1888年正式成立，是中國建立的一支近代化海軍艦隊，同時也是清朝建立的四支近代海軍中實力最強、規模最大的一支。主要軍艦大小共有25艘，輔助軍艦50艘，運輸船30艘，官兵4000餘人。
北洋水師於1888年（光緒十四年）12月17日於山東威海衛的劉公島正式成立，清政府每年撥出400萬兩白銀給予海軍建設。艦隊實力曾是亞洲第一，世界第九（采用當年《美國海軍年鑒》排名，前八名分別為：大英帝國、法蘭西第三共和國、俄羅斯帝國、德意誌帝國、西班牙王國、奧匈帝國、意大利王國、美利堅合眾國）。後由於種種原因逐漸落後於日本。
在1894年-1895年的中日甲午戰爭中全軍覆沒，它標誌著洋務運動的破產。1895年4月17日，清政府因此被迫簽訂了中日《馬關條約》。
1895年馬關條約簽訂後開始重建，1909年合並為巡洋艦隊。
英國憑借海軍優勢，在廣東沿海多次進行挑釁，並發動第一次鴉片戰爭。以林則徐為代表的清政府有識之士，開始認識到英國的堅船利炮所帶來的的威脅，為了加強海防和抵抗侵略，開始著手采購外國船炮，籌劃建立一支近代海軍。
繼林則徐之後，魏源進一步發揮了學習西方籌辦海防的思想。19世紀50年代，太平軍到達南京之後，江蘇地方官員曾多次雇用外國輪船協助清軍對太平軍作戰。第二次鴉片戰爭結束後，外國侵略者從《北京條約》中攫得種種特權和利益，極力慫恿清政府購買船炮，迅速鎮壓太平天國起義。
清政府從英國購買了“阿思本艦隊”，後因英國人諸多挾製，清政府將此艦隊退回變賣。太平天國失敗後，閩浙總督左宗棠設立福州船政局，製造軍艦。兩江總督曾國藩、江蘇巡撫李鴻章也把從事軍火生產的江南製造局改為兼造軍艦。
同治九年，天津教案發生，列強出動軍艦進行威脅，清廷甚為震動，天津教案了結之後，命令沿海加強防務，由曾國藩、李鴻章分任其事。
同治十三年，日本派軍隊侵略台灣。4月14日，清政府任命沈葆楨為欽差辦理台灣等處海防兼理各國事務大臣前往台灣處理。沈葆楨等奏稱：日本有鐵甲船二號，“彼有而我無之，水師氣為之奪，則兩號鐵甲船不容不購也。”
清廷批準購買。後因外國不準出售而未果。結果，清政府因無鐵甲船，對日本不能不姑示羈縻，給日本白銀50萬兩，日本侵略軍才撤出台灣。
恭親王提出了“練兵、簡器、造船、籌餉、用人、持久”等六條的緊急機宜，原浙江巡撫丁日昌提出《擬海洋水師》章程入奏建議建立三洋海軍，李鴻章則提出暫棄關外、專顧海防。在洋務派的一致努力下“海防”之論壓倒“塞防”，晚清政府決心加快建設海軍。
光緒元年（1875年）5月30日，總理衙門綜合各方麵的意見提交實施方案，基本同意創設三支海軍的建議，光緒特命北洋大臣李鴻章創設北洋水師，李鴻章受權督辦北洋海防後，即著手籌辦北洋海軍，通過赫德在英廠訂購蚊船四隻。
1876年11月，320噸的蚊船龍驤、虎威駛華，翌年440噸的蚊船飛霆、策電駛華。適前福建撫臣丁日昌以台灣防務吃緊，商調龍驤、虎威二船駐防澎湖；飛霆、策電到閩後，經船政大臣吳讚誠選派管駕募配舵勇、水手，督飭各官弁認真操練。
1878年6月，李鴻章派令直隸候補道許鈐身督率四艦北上，駛抵天津海口。李鴻章親往大沽勘驗後，認為其輪機、器具等件均尚精致靈捷，決定派該四船分駐大沽、北塘並令其每月各出洋會哨兩次，練習風濤，循環輪替、調紮並按季合操打靶。因確信蚊船的質量，李又代南洋訂購四隻。
1879年11月，四船抵津。李將其分別命名為鎮東、鎮西、鎮南、鎮北，留北洋調遣。北洋艦隻漸多，李鴻章遂奏準“將記名提督協勇丁汝昌留北洋海防差遣”。
琉球事變後，清廷在日本並琉球的刺激和朝臣防日本亟自強的呼籲下，終於痛下決心，切實籌備海防。
在李鴻章的大力推動下，清廷於1880年、1881年向德國伏爾鏗廠定造“定遠”、“鎮遠”兩艘鐵甲艦。希望“日本聞我有利器，當亦稍戢狡謀。”
1879年，向英國訂造了兩艘撞擊巡洋艦揚威號、超勇號。
1880年7月，李鴻章奏準創辦天津水師學堂。11月，在天津創辦了北洋水師大沽船塢[26]。
1881年，李鴻章奏準“以丁汝昌統領北洋水師”，先後選定在旅順和威海兩地修建海軍基地。1月，丁汝昌率北洋水師官兵200餘人赴英國，接帶“超勇”和“揚威”巡洋艦回國。9月、10月，在英國訂造的巡洋艦“揚威”、“超勇”，蚊炮船“鎮中”、“鎮邊”也先後回國。
到1881年底，北洋海軍除國內自造船隻外，已陸續從國外購進戰艦10餘艘。其中有1879年購自英國的炮艦龍驤、虎威、飛霆、策電、鎮東、鎮西、鎮南、鎮北、鎮中、鎮邊，1881年購自英國的巡洋艦超勇、揚威。前從德國定造的主力艦定遠、鎮遠此時尚未竣工。
1882年7月，朝鮮發生壬午兵變。丁汝昌奉命率威遠、超勇、揚威三艘軍艦赴朝以壯聲威。清軍拘捕大院君，迅速平定叛亂。
1884年，中法因越南問題再起戰事，為加強福建海防力量，“超勇”、“揚威”開赴上海，準備會同南洋水師的“南琛”“南瑞”“開濟”“澄慶”“馭遠”，組成特混艦隊一起南下。看到中國對法作戰自顧不暇，日本再度在半島挑起事端，唆使朝鮮親日的開化黨發動政變，驅逐駐朝中國軍隊。
為穩定局勢、震懾日本，丁汝昌奉命率“超勇”“揚威”從上海北上，並指揮“威遠”運送淮軍增兵朝鮮，平息局勢。
1885年，清廷深受中法戰爭中法國艦隊橫行無忌的刺激，下諭“懲前毖後，自以大治水師為主”。10月，清廷采納了李鴻章專設衙門以統轄畫一之權的建議，決定設立海軍衙門。
1886年5月，奕訢奉旨巡閱北洋海防。
8月，清廷為防俄謀占朝之永興灣，命丁汝昌與琅威理率定遠、鎮遠 、濟遠、威遠、超勇、揚威六艦赴朝鮮釜山、元山一帶巡遊。8月9日，北洋海軍抵達長崎。日本認為北洋艦隊的來訪是其炫耀武力，向自己施加壓力。三天後，長崎事件即告發生。
崎案議結，但日本從這一事件中受到了極大刺激，認為“北洋艦隊已成為日本最關注、最警惕的清朝戰鬥力量”。
1887年，自英國購進108噸的魚雷艇“左一”號，自德國購進108噸的魚雷艇“左二”、“左三”、“右一”、“右二”、“右三”號。外定購的“致遠”、“靖遠”、“經遠”、“來遠”竣工，李鴻章下令鄧世昌、葉祖珪、林永升、邱寶仁出洋接帶，並與1887年秋駛回國。
1888年，北洋海軍自英國購進2300噸的巡洋艦“致遠”號、“靖遠”號，自德國購進2900噸的巡洋艦“經遠”號、“來遠”號。
1890年，琅威理“升旗事件”發生後，北洋水師洋員數目銳減。
1891年5月，李鴻章奉命檢閱了北洋海軍，李鴻章派海軍提督丁汝昌統定遠、鎮遠、致遠、靖遠、經遠、來遠鐵快艦於5月20日（即1891年6月26日）赴日本之馬關。6月28日抵達馬關，經神戶加煤，7月5日，北洋艦隊安抵橫濱。
1894年7月25日，日本聯合艦隊不宣而戰，在豐島海域突然襲擊北洋護航艦隊，甲午戰爭爆發。同年9月17日，黃海海戰，北洋艦隊損失5艘軍艦。
1895年，在威海衛之戰中，北洋艦隊孤立無援，困守劉公島長達一個月餘，抵住了日本聯合艦隊7次進攻，而援兵不至，最後全軍覆沒。
1896年，雲貴總督王文韶接替李鴻章成為北洋大臣後，隨即開始著手複興北洋水師，向英德兩國購買多艘戰艦。
宣統元年（1909年），南、北洋海軍被改編為巡洋艦隊與長江艦隊，從此北洋艦隊之名亦不複存在。
北洋艦隊各主要戰艦艦長及高級軍官幾乎全為福州船政學堂畢業，並多曾到英國海軍學院留學實習。
中層軍官內多有原留美幼童，被召回國後到福建水師學堂學習海軍後服役。艦隊內一直亦有外國人擔任軍官作技術專家及指導。北洋艦隊的軍官多能操英語，內部指揮命令亦是以英語發號。
北洋水師負責山東及以北之黃海，主要基地在威海衛，旅順，大沽口；由於北洋艦隊是負責守衛京師，故清廷特奏準優先集全力建造。
旅順口內被老虎尾分為東西兩澳，北洋艦隊主要營建東澳，即東港。東港東、南、北三麵共長4106.8尺，西麵攔潮大壩長934尺，西北留一口門，供軍艦進出，整個港池四周均砌大石岸。
東港內東北由建有大船塢，即旅順大塢，長413尺，寬124尺，深37.89尺，塢口以鐵船橫攔為門，整個船塢均用山東大塊方石，用水泥砌成。另外港內還建有修船各廠九座，南岸建有倉庫4座，東岸倉庫1座，用於儲備船械備件。
港塢四周設施用鐵路連接，沿岸有大型起重機5座，另建有鐵碼頭，供軍艦上煤運械。另外在澳東兼有石碼頭，專供修理雷艇、蚊船。港內各設施，共有電燈46座，各處鋪設自來水管，以供官兵工匠飲用。另外，為疏浚港池，旅順港還特地配備進口的挖河機器船(挖泥船“導海”)。
為保護作為北洋海軍修理、保養基地的旅順，在建設塢澳的同時，旅順基地沿海一側依山地勢，共築造9座海岸炮台。
以旅順口口門為界，口東5座、口西4座，從東至西分別為：老蠣嘴後炮台、老蠣嘴炮台、摸珠礁炮台、黃金山副炮台、黃金山炮台、老虎尾炮台、威遠炮台、蠻子營炮台、饅頭山炮台。其中除老蠣嘴炮台為穹窯式外，其餘均為露天炮台，共配置火炮58門，其中200mm口徑以上9門。以後又陸續增建炮台4座，增添炮位23門。
從1889年起，又環繞旅順背後修築陸路炮台，共計17座，炮位78門。與此同時為掩護旅順後路，兼防金州，又在大連灣修築海岸炮台5座，陸路炮台1座，炮位24門。
在此期間，李鴻章因旅順船塢工程進展緩慢，於1887年轉包給法國人德威尼承建，1890年11月9日竣工，丁汝昌、周馥等人前往驗收，亞洲第一軍港旅順基地正式建成。
威海衛基地由於資金等方麵的原因從1887年才開始全麵建設，由於開工較晚，其設計建造比之旅順基地更加先進，至1890年共建成北幫(威海北岸)炮台3座(其中北山嘴、祭祀台炮台均為上下三層的大型炮台)，南幫(南岸)炮台3座，劉公島炮台6座(東泓、南嘴、迎門洞、旗頂山、公所後、黃島)，日島炮台1座。1891年其又在威海衛後路修建陸路炮台4座，整個威海衛炮台群，共配置大小炮位167門，各炮台建造極為堅固，所配火炮多為德國克虜伯後膛巨炮。
此外在劉公島和日島上還分別建造了地阱炮，“其炮以水機升降，見敵則升炮擊之，可以圓轉自如，四麵環擊。燃放之後，炮身即借彈藥之座力退壓水汽，複還阱中”，這種地阱炮射程遠、威力大，軍艦一旦被其擊中則必沉無疑。初炮台群外，所有配套的後勤設施如鐵碼頭、船塢、海軍醫院、海軍公所等也相繼建成，由此構成威海衛龐大的海軍基地體係。
隨著旅順基地和威海衛基地的建成，旅順成為了北洋水師的維護、修理基地，威海衛則成為北洋水師的永久駐泊地。
清朝時，中國並沒有現代意義上的國旗、軍旗，最初的海軍軍旗設計來自於阿斯本-李泰國艦隊時期由李泰國所設計的三角黃底青龍旗，後被北洋海軍沿用。1880年代改為正方形。
《北洋海軍章程》頒布後，遂正式成為最早的具有近代化意義的中國海軍軍旗。後來的大清帝國國旗也是沿用此圖案。
黃底青龍旗為羽紗質地，底呈正黃色，用羽紗鑲嵌青色五爪飛龍，龍頭向上，分為大小四號:頭號橫長1丈5尺6寸，寬1丈6寸5分；二號橫長1丈3尺9寸，寬9尺5寸；三號橫長1丈1尺5寸，寬7尺6寸；四號橫長9尺6寸，寬6尺三寸。
軍旗提督用五色長方旗，諸將用三色長方旗，上角飾以錨形。
軍歌歌詞為：寶祚延庥萬國歡，景星拱極五雲端。海波澄碧春輝麗，旌節花間集鳳鸞。
自甲午戰爭戰敗後，這首軍歌就湮沒於中國的曆史之中。直到2012年，中國海軍史研究會會長陳悅在英國的外交檔案館資料中發現了北洋軍歌，才把這首歌重新帶回國內。
經過對原曲譜的整理後，軍內資深音樂家雪野按照現代方式進行了譜曲，這首軍歌得以煥發新生，並在2014年的《北洋海軍興亡史》中得到展現。
北洋水師成軍後擬定《北洋海軍章程》，奕譞與李鴻章奏請旨批準。內容包括船製、官製、升擢、事故、考校、俸餉、恤賞、工需雜費、儀製、鈐製、軍規、簡閱、武備等相關事項。
清朝海軍軍艦的命名，主要是將同級或同類的戰艦，以一個字(即字號)貫穿各艦的艦名，而艦名通常取威武之詞，如“定遠”、“鎮遠”、“登瀛洲”等。
由於北洋水師建軍之初就以英國海軍為師，所以北洋戰艦采用的是傳統的維多利亞式塗裝，即黑色艦身，水線下紅色,白色上層建築,桅杆和煙囪為黃色。
中法戰爭和中日戰爭中，北洋艦隊軍艦均改用接近現代海軍的瓦灰色戰時塗裝。在歐洲早期的帆船時代，在船首都會裝飾有一尊迎風破浪的船首像，到了19世紀末，蒸汽機船逐漸統治海洋後，這個風帆時代的風俗依舊被保留，在北洋水師的戰艦上也保留了這一傳統，在軍艦艏艉的兩側裝飾威武的飛龍紋，成為當時中國戰艦的特色。