Osmanlı donanmasının 1571'de İnebahtı'da ve 1770'te de Çeşme'de büyük ölçüde yok edilmiş olmasının ardından kısa bir süre sonra yeniden inşa edilebilmiş olmasının birincil nedeni, Osmanlıların zengin kereste kaynaklarına sahip olmasıydı. Fransa ve İngiltere gibi denizcilik ülkeleri kereste sıkıntısı çekerken, Osmanlılar gemi yapımında kullanılan meşe, çam, karaağaç, köknar, gürgen, dişbudak vb. gibi ağaç çeşitlerine kolaylıkla ulaşabiliyordu.
Kerestenin sağlanmasıyla başlayan gemi inşa işleminde bir sonraki aşama, geminin önce arka kısmının, sonra omurgasının yapılması ve son olarak da kaplamaların uygulanmasıydı. Kaplamaların sabitlenmesinde ve sağlamlaştırılmasında çiviler ve vidalar kullanılırdı. Yer döşemelerinin yapılmasının ardından yelkenler gövdeye eklenerek inşa tamamlanırdı. Osmanlı gemileri de Avrupa gemileri gibi çeşitli katlardan oluşuyordu. Bunlar yukarıdan aşağıya doğru, ana güverte, orta güverte, top ambarı, tavlon ve aşağı tavlon güvertesi gibi katlardı. Cezayirli Gazi Hasan Paşa, 18. yüzyılın üçüncü çeyreğinde inşa edilen Osmanlı gemilerindeki ambar ve gemi kıçlarını yüksek bularak bunların yüksekliğini azaltmış, gemi direklerini yükseltmiş ve daha düzenli bir top kullanma mekânı yaratmıştı.
Osmanlılar 18. yüzyılın ikinci yarısında Avrupa gemilerinin bakırla kaplanmasının önemli avantajlar sağladığını fark ederek bu yolu tutmuşlardı. Çünkü bakırla kaplama geminin deniz canlılarının tahribatına karşı koruma sağlıyordu. Ayrıca geminin seyir süratini artırıyordu. Bu bakırla kaplama teknolojisinin özellikle III. Selim döneminde inşa edilen gemilere uygulandığı görülmektedir. 1789-1802 tarihleri arasında çoğu kalyon, firkateyn ve korvet olmak üzere en az 40 geminin bakırla kaplandığı bilinmektedir.
17. yüzyılın ikinci yarısına kadar, kalyonlar hangarlarda göz ya da çeşm adı verilen yerlerde inşa edilir ve daha sonra denize indirilirdi. Bu yöntem karada tamamlanan gemilerin denize indirilmesini, tamire ihtiyaçları olanların da kızaklara konmasını gerektiriyordu. Bu durum bu işlemler için hem çok sayıda işçi ve malzeme gerektiriyor, hem de kaza ve yaralanmalara yol açıyordu. Ayrıca gemi denize indirilirken doğan gerilim ve dengesizlik geminin daha başlangıçta tahrip olmasına neden oluyordu. Bu nedenle gemiler suya daha hafif olan kıç tarafından indirilmeye ve dengeyi sağlamak için de halatlar ve zincirler kullanılmaya başlandı.
18. yüzyılın sonlarında seyir defteri tutma uygulaması başladı. Ayrıca bu dönemde denize açılacak gemilerde donanma ve seyirle ilgili talimat ve düzenlemeleri içeren kavaid-i bahriye (denizcilik kuralları) kayıtlarının bulundurulması zorunluluğu gündeme geldi. Yön bulmada kullanılan pusula, deniz derinliğini ölçmeye yarayan iskandil ve zaman tespiti için gerekli kum saati, bulundurulması zorunlu aletler arasındaydı.
III. Selim dönemi öncesinde 1784-88 yıllarında Osmanlı Devleti hizmetinde çalışan Fransız gemi inşa mühendisi Le Roy, İstanbul'a gelmeden önce 1765 yılında gemi direklerinin bir kaldıraç yardımıyla yerlerine kolay bir şekilde dikilmelerini sağlayan bir mekanizma geliştirmişti. Le Roy'un aynı mekanizmayı Osmanlı tersanesinde de kullanmış olduğu düşünülmektedir. Aynı yıllarda gemilerdeki yangınları söndürmek ve su ve sintinelerini boşaltmak amacıyla ateş tulumbası adı verilen mekanizmalar kullanılmaya başlandı.
Kürekli gemilerden yelkenlilere geçişin doğal bir sonucu olarak 18. yüzyıl başlarında sayıları hızla artmış olan Osmanlı kalyonlarında kullanılacak çok miktarda ve yüksek kaliteli yelken bezi üretmek için Tersane-i Amire bünyesinde bir yelkenhane kuruldu. Aynı zamanda gemi modellerinin ve çizimlerinin yapıldığı endazehane açıldı.
Gemi çapaları (lengerler) genellikle lengerhane adı verilen atölyelerde üretilirdi. 1708'de Humbaracı Ocağı'ndan Ali Usta ilk lenger atölyesini inşa etmişti. Daha önce İngiltere'den getirtilen büyük boy çapalar artık bu yeni atölyede üretilmeye başlanmıştı. 1797'de Hasköy'deki lengerhanenin 10 adet fırını vardı ve bu sonraki yıllarda ihtiyaçlar karşısında yetersiz kaldı. Bu nedenle 10 fırına daha ihtiyaç duyulmuştu. İnşaat için gerekli talimatların verilmesinden sonra mekân genişletildi.
III. Selim dönemiyle birlikte yeni biçimde savaş gemileri inşa edilmeye başlandı. Üç ve iki ambarlı kalyonlar, firkateynler, korvetler, şalopeler, gambotlar, ateş gemileri ve diğer küçük gemiler Osmanlı donanmasının önemli bölümünü oluşturdu. Ayrıca inşa edilen bu yeni gemiler modern toplarla donatıldı. (Yenilenmiş Osmanlı donanması 1787-91 arasında Rusya'yı durdurmayı başarmıştı.)
İlk Osmanlı kuru havuzu Tersane-i Amire'de Fransız uzmanların öncülüğünde 1800 yılında yapılmıştı. İkinci kuru havuz, yabancıların yürüttüğü projelerde çalışarak bilgi ve tecrübe kazanan Abdülhalim Efendi (Manol Kalfa ile birlikte) tarafından 1821-25 yıllarında yapıldı.
Osmanlı gemi inşa teknolojisinde ve denizciliğindeki bu gelişmeler III.Selim döneminin sonuna kadar devam etti. Bu tarihten sonraki gelişmelerin en önemli yönünü, yelkenli gemicilikten buharlı gemiciliğe geçiş oluşturmaktadır. Osmanlılarda buharlı gemi çağı 1837 yılında başladı. Daha sonraki yıllarda buharlı gemilerle yolcu ve yük taşımacılığı hızlı bir gelişme gösterdi. 1870'li yıllarda İstanbul limanından yapılan ticarette yelkenli ve buharlı gemilerin payı hemen hemen eşitti. 1880'lerin sonlarına doğru ise yelkenlilerin toplam ticaret tonajı içerisindeki payı yüzde onun altına düşmüştü.
Bu nedenle Osmanlı ticari denizciliğinde 19. yüzyılın son çeyreğinde artık buharlı gemi çağına geçildiğini söyleyebiliriz. Ancak askeri denizcilikte yelkenli gemilerin kullanılması bir süre daha devam etmiştir.