元朝军队以骑兵为主力，但在攻略南方的过程中充分注意到水军的重要性。1260年忽必烈即位当年就组建了第一支水军，任命张荣实为第一位“水军万户”。1268年阿术率领元军围攻襄樊，南宋降将刘整建议：“我精兵突骑，所当者破，惟水战不如宋耳。夺彼所长，造战舰，习水军，则事济矣。”元军迅速造船5000艘，同时训练水军7万。1269年宋援军赶到，元军将新练水军投入战斗，击败宋军，“大破之，杀溺生擒五千余人，获战船百余艘”。从此水上战斗形势逆转，宋军多次从水上来援都被打败。元军将领阿里海牙以水军焚毁宋军连接襄阳和樊城的浮桥，断绝两城联系，各个击破。1273年先下樊城，后下襄阳。这次战役的胜利说明元军的水军实力已超过宋军。以后在元军南下过程中，接连打败宋水军。1275年宋将张世杰率水军在镇江焦山一带长江与元军决战，结果大败。元军同时还组建海军，在渡江进攻的同时，董文炳率领的水军也已从海道逼近南宋都城临安。以后元朝又招降南宋泉州一带的海军将领蒲寿庚，从而在海军方面也超过南宋残军。1279年张弘范指挥元军舰队在崖山海面与宋军决战。宋军将上千艘舰只抛锚固定在海面上，在船只上建立楼橹，如一座水上城市。张弘范指挥元军两路包抄，迫近宋军舰只进行接舷近战，“弓弩火石交作，顷刻并破七舟”，宋军溃败。南宋朝廷至此彻底灭亡。元朝统一全国后，继续以水军为主力向外扩张，但1281年进攻日本和1282年进攻占城，水军损失极其惨重。以后停止使用水军为主力对外进行大规模扩张。各地编练的水军改为驻防为主。

明太祖朱元璋有鉴于元朝对海外用兵导致的严重后果，在他给子孙后代留下的政治遗嘱中特意划出了日本、占城等15个“不征之国”，规定不得对这些海外国家用兵。另外对付退到海岛顽抗的原来割据江浙一带的张士诚、方国珍余部，也采用加强海岸警备力量的对策。明初在沿海设置了75个“海防卫”（军队编制单位），在各卫配备50艘舰只，平均分配，受陆地指挥官的节制。这样一来明朝廷在战略上就将海上水军限制在单纯防守的限度之内。仅在南京的上下游，设置了独立编制的两支内河水军。以后明代统治者基本上都遵循这一方针。虽然15世纪初有郑和七下西洋这样的航海壮举，证明了中国水军具有威慑广大海域的实力，但由于这一壮举没有转化为经济收益，结果巨大的耗费反而使统治者进一步压缩水军编制。到了16世纪，曾经强大无比的中国水军居然无法对付以小股偷袭的日本海盗的侵扰。

清朝入关前已在辽东部署水师，统一全国后根据战事需要曾组建相当规模的水师，如讨伐吴三桂时，组建水师有鸟船100艘，沙船438艘，总兵力3万人。进攻台湾时调集各地水师船只500艘，施琅攻克澎湖，用战船300艘，水师2万人。以后陆续设置了奉天、旅顺、天津、浙江、福建、广东等水师，但基本上仍然沿袭明代的战略，水军编制很小，以“营”为单位配置各地。而所起作用仅是“捕盗”。但即使如此沿海商民仍困于海盗之苦。太平天国战争后，经曾国藩建议才改组水师为外海、内洋、里河三大类，并将后两类水师逐渐组建为新式海军，分为南洋、福建、北洋三大水师。

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