元承宋製，深知水運與國計民生的密切關係，於是致力於發展江海航運；另一方麵，窮兵黷武，著眼於擴充水軍。因此造船業和航運業比宋代更為發達。
造船
元代造船業的發達，集中表現在造船能力十分驚人。以戰船為例，據不完全統計，從至元七年（1270年）到至元二十九年（1292年）的22年間，共造江船8000艘，海船9800餘艘，合計17800餘艘。至於民用船隻，則數量更多。據《大元海運記》記載，在至元二十二年（1285年）二月，為濟州河運糧，一次就造糧船3000艘。又據《元史·兵誌》記載，元朝廷為了加強國內郵遞能力和速度，除陸上開驛道馳馬通郵以外，在江海水陸要衝設置水驛站424處，共有郵船5921艘。
元代建造戰船通常由各地招募軍民、工匠，在武備寺監督下進行。至元二十二年時曾設立江西、江淮、湖廣3個造船提舉司。
船舶的大量建造，促進了造船技術的發展和提高。據《馬可·波羅行記》記載，至元二十八年（1291年），馬可·波羅奉元世祖忽必烈的命令，護送闊闊真公主遠嫁波斯。忽必烈“命備船十三艘，每艘具四桅，可張十二帆”。馬可·波羅在這部著作中，詳細記載了他在泉州見到的元代海船的型製：“船舶用樅木製造，僅具一甲板。各有船房五、六十所，商人皆處其中，頗寬適。船各有一舵，而具四桅，偶亦別具二桅，可以隨意豎倒。船用好鐵釘結合，有二厚板疊加於上，不用鬆香，蓋不知有其物也，然而用麻及樹油摻合塗壁，使之絕不透水。每船舶上，至少有水手二百人，蓋船甚廣大，適載胡椒五、六千擔。無風之時，行船用櫓，櫓甚大，每具須用櫓手四人操之。每大舶各曳二小船於後，每小船各有船夫四五十人，操棹而行，以助大舶。別有小船十數，助理大舶事務，若拋錨、捕魚等事而已。大舶張帆之時，諸小船相連，係於大舟之後而行。然具帆之二小舟，單自行動與大舶同。”
《伊本·白圖泰遊記》也對元代海船作了詳細的描述：“中國船隻共分三大類：大的稱作艟克，複數是朱努克；中者為艚；小者為舸舸姆。大者有十帆，至少是三帆。帆係用藤篾編製，其狀如席，常掛不落，順風調帆。每一大船役使千人：其中海員六百，戰士四百，包括弓箭射手和持盾戰士以及發射石油彈戰士……這種船槳（應譯為櫓）大如桅杆，一槳旁聚集十至十五人，站著劃船。船上造甲板四層，內有房艙、官艙和商人艙……”
綜上所述，及其他史料印證，我們可以看出元代海船的大體輪廓：4桅，桅可隨意起放，可張12帆；船體為3層硬質木板，油麻撚縫，用鐵釘釘合；有13個水密隔艙和1～4層甲板；無風使櫓，櫓大如桅，由10人左右操縱；載重量大約在300噸上下。而當時波斯灣一帶的船舶，仍然停留在縫合船的水平上。縫合船隻“有一桅、一帆、一舵，無甲板，裝貨時則以皮革覆之”，不耐風浪。因此，“乘此船者危險堪虞，沉沒之數甚多”。（《馬可·波羅行記》）兩相對比，可見元代的造船能力和造船技術，在當時世界上處於領先地位。
航運
造船業的發達，促進了航運業的興旺。據馬可·波羅留住中國期間所見（在黃河入海口處指黃河改道以前的，在今江蘇宿遷縣以南70公裏處），就泊有1.5萬艘船舶。長江的航運更是繁忙。據《馬可·波羅行記》記載，通過新州港，“每年溯江而上之船舶，至少有二十萬艘，其循江而下者尚未論焉”。
元代海上漕運的規模，超過以往的任何一個朝代，最高年運量達到350多萬石。為此，開辟了從江蘇太倉劉家河到河北直沽（今天津）的海上航線。這條航線經過4次變遷，最後的走向是：從劉家河啟航駛向崇明島，望東駛入黑水洋，然後向北，直駛成山。再轉向西，到達劉家島。在此集合補充淡水後，駛向沙門島，過萊州大洋駛入界河，到達直沽。“當舟行風信有（時），自浙至京師，不過旬日而已”。（《大元海運記·漕運水程》、《元史·食貨誌》）這條航線離岸航行，航路直，航期短，奠定了近代北洋航線的基本走向。