元代以測量天體高度來判認船位變化的記載就十分明確了。據馬可·波羅乘坐中國海船的遠航紀實文字可知，中國航海者已非常注意觀測北極星的高度變化。在馬可·波羅遊記一書中，共有四處關於星體出地（或出水）高度的記載，其中三處有具體數值：“科馬利（今科摩林岬）是印度之一國，在爪哇看不見的北鬥星，在距這裏三十邁爾的海上，可見其出地平一古密”；“這裏（指馬裏八兒，今印度西南馬拉巴海岸）北極星最高時達水麵之上二古密”；“這裏（指胡萘辣，今印度卡提阿瓦半島）北極星上升到六古密高”；“這裏（坎巴夷替，今印度坎巴）北極星更明，蓋因更向西之故”。鑒於《馬可·波羅遊記》在西方影響很大，故各種版本、譯本眾多，譯法亦各有千秋，甚至有顯著差異。這種情況在國內現存的譯本中也反映了出來。
馬可·波羅於1292年從福建泉州港啟航，利用護送蒙古公主闊闊真去波斯的機會踏上了返回家鄉的歸途。元代的泉州港是國內最大的國際貿易港口，遠洋船舶精良，航海技術人才薈集，馬可·波羅一行之所以千裏迢迢選擇此地登船是很有道理的。《馬可·波羅遊記》中有關北極星高度的記載，很可能也正是當時福建泉州一帶海員在遠洋中觀測天體高度所留下的記載。這一點，我們可以從前已提及的宋代泉州海員所擁有的量天尺中得到印證。
從文獻角度看，元代確也出現了使用量天尺的明確記載，明嘉靖本《太倉縣誌》卷4中說：“鮫印兼斤傳海上，海人一尺立階前，婁江碼頭天下少，春水如天即放船。”“海人一尺立階前”，意謂航海者手持一把尺站在船頭。航海者站在船頭是為了掌握行船航向，他手中的尺子便是量天尺。
中國航海人的保護神——媽祖
在中國，媽祖是影響廣泛而深遠的海神之一。中國沿海各省市以及東南亞很多國家和地區，凡是有海運的地方大多會有媽祖廟。人們在起航前大都先拜祭媽祖，祈求保佑順風和安全。作為人們心中的“海上女神”，媽祖是人們安定幸福的心理保障，她慈眉善目、氣定神閑的形象世代流傳。
根據《閩書》記載，媽祖確有其人。她姓林名默，福建省莆田市湄洲島人，生於宋建隆元年，從小天資聰穎。她一方麵精通醫學，為百姓治病；一方麵占卜天氣，事先告訴漁夫客商能否出海。林默還有極好的水性，常常救助海上的漁民於危險之中。相傳，在林默16歲那年，她的父親和兄長出海捕撈，在家中幫母親織布的她，忽然感覺異常困乏，就睡在了織機上。夢中，她看到了波濤滾滾的海浪將父、兄駕駛的船打翻，父、兄落水。林默立即跳入海中，將父親拉起。而此時，在家的母親見到睡夢中的林默不安，就將其叫醒。醒後的林默一驚，手中的梭子就掉在了地上，她悲痛地看著母親說阿爸得救了、阿兄去世了。母親起初不信，但後來看到隻身一人返航的丈夫才號啕大哭。林默“遊魂救父”的事跡傳開之後，鄉親們都驚異於林默的法力。不幸的是，林默28歲那年冒著風險去海上救人時，溺水而亡。因為善良的林默生前常常幫助人們，死後又屢屢顯靈救助遇難的漁民，人們為了紀念她，就尊稱其為媽祖。善良的林默雖離開了人世，而以她為原型的媽祖形象卻永遠留在人們心中。漁民們寄希望於媽祖，紛紛建立了媽祖廟，祈禱媽祖保佑自己和親人出海順利。
宋天聖年間，一位商人在林默的家鄉建廟供奉天後娘娘，這座名叫“順濟”的小廟，是最早專門供奉天後娘娘的廟。人們把林默稱為“湄州神女”或“寧海鎮神女”。從此，供奉天後娘娘的習慣就在福建沿海一帶的漁民中間流傳開來。
到了南宋時期，海事活動更加頻繁，每次重大海事活動，都是對主事者加封加爵，同時也要對航海保護神頌揚一番。在清康熙十五年（1681年），林默娘升到女神的至尊至聖的位置——天後，供奉她的廟宇也由神女廟、天妃廟改為天後宮。一個民間崇拜的小神，從此搖身一變，成為國家祭奠的國神。天妃的法力也向所有領域擴展，據說她不但能保佑航海人的平安，還能免災除難，普度眾生，連對國家的興衰都有一定的“功效”。
從此以後，漁民們尊稱林默娘為“媽祖”，對媽祖的崇拜也在我國航海業中廣為流傳。
中國最早航海壯舉——徐福東渡
徐福兩次出海
關於徐福東渡的次數問題一直以來就有較大的爭議，根據《史記·秦始皇本紀》記載，徐福出海有兩次：公元前219年和公元前210年。
公元前219年，秦始皇到東方沿海各郡巡視。大隊人馬在泰山封禪刻石，又抵達海邊，隻見雲海之間，山川人物時隱時現，蔚為壯觀，令秦始皇心馳神往。這種景象，本來是海市蜃樓，但方士為迎合秦始皇企望長生的心理，將其說成傳說中的海上仙境。徐福乘機給秦始皇上書，說海中有蓬萊、方丈、瀛洲三座山，有仙人居住，可以得到長生仙草，於是要求出海為秦始皇尋找三神山和長生不老之藥。秦始皇大為高興，“於是遣徐市發童男童女千人，入海求仙人”。
據史料推斷，徐福此次是從琅琊港一帶出航，很快到達了朝鮮半島西海岸，並沿著半島西海岸南下，進行了詳細的勘查。但是遺憾的是，徐福在這裏並沒有找到長生不老的仙藥，於是又沿原路返回了琅琊。
曆史上的琅琊港
琅琊港是我國春秋戰國時期著名的碣石（今河北秦皇島）、轉附（今山東煙台）、琅琊（今山東膠南）、會稽（今浙江紹興）、句章（今浙江寧波）五大港口之一，並以琅琊港的名聲最為顯赫。唐代，琅琊港為南方通往北方的主要港口，膠南市張家樓鎮東安子村曾出土兩件唐中期長沙窯燒製的瓷器。
徐福知道此次無功而返必難逃一死，於是他主動拜見了秦始皇，並巧妙地回答了出海求仙的事情。徐福自稱見到海神，海神以禮物太薄，拒絕給予仙藥。對此，秦始皇深信不疑，增派童男童女及工匠、技師，帶上穀物種子，令徐福於公元前210年再度出海。
一般認為，徐福此次出海是從登州灣出發，率領船隊浩浩蕩蕩地揚帆東行，渡過長山列島、廟島群島，沿遼東半島東南向東抵鴨綠江入海口，再經朝鮮半島西海岸南下，發現並進駐了濟州島。後在濟州島周圍探查時又發現在濟州島的東方有一個大島（九州島），徐福的船隊東行300多千米到達了日本的九州島。最終“得平原廣澤，止王不來”，開始了在海外的創業。