Osmanlı İmparatorluğu'nda deniz kuvvetlerinin gücü, devletin gelişme ve gerileme dönemleriyle paralellik göstermiştir. Yükselme döneminde başarılı bir deniz kuvvetleri varken, duraklama ve gerileme dönemlerinde deniz kuvvetlerinde de bozulmalar yaşanmıştır. Devletin üç kıtaya yayılmasında denizlerin ihmal edilmesi, ülkenin gerilemesine neden olmuştur. Bu yüzden Osmanlı'da deniz kuvvetlerinin gelişimi ve gerilemesi birbirine paralel olarak görülmektedir. Osmanlı İmparatorluğu'nda deniz kuvvetleri üç dönem halinde incelenmektedir.

Osmanlı Beyliği, 1323 yılında Karamürsel'in fethedilmesiyle Marmara Denizi'ne kadar ulaşmıştır. Batıda komşu olduğu Karesi Beyliği'nin 1324 yılında yardım amacıyla gönderdiği Mürsel Bey komutasındaki 24 gemiden oluşan deniz kuvvetleri sayesinde güçlü bir deniz kuvveti oluşturma yolunda ilk adımları atmışlardır. Doğu Marmara'da hakimiyet sağlayan Osmanlı Beyliği, deniz gücünü kurumsal hale getirmek için çalışmalara başlamıştır. 1327 yılında Karamürsel'de ilk Osmanlı Tersanesi kurularak, ilk savaş gemisi yapılmıştır. Hiyerarşik bir sistemle teşkilatlandırılan donanmada, donanma komutanına Derya Beyi unvanı verilmiş, Kara Mürsel Bey ilk Derya Beyi olarak atanmıştır. 1334 yılında Gemlik alınmış, 1337 yılında İzmit alınarak 1353 yılında Rumeli'ye geçiş kolaylaştırılmıştır. Karamürsel'in ardından İzmit denizciliğin merkezi olmuş, bunu Gelibolu ve İstanbul izlemiştir.

Osmanlı İmparatorluğu'nda Sultan Yıldırım Bayezid döneminde deniz kuvvetlerinin teşkilatlanması modern devlet anlayışı içinde yapılmıştır. 1401 yılında Gelibolu Deniz Üssü'nün yapılmasıyla Osmanlı Deniz Kuvvetlerinde Kaptan-ı Derya unvanı getirilmiş, Saruca Paşa ilk Kaptan-ı Derya olmuştur. Fatih Sultan Mehmet döneminde İstanbul'un fethiyle Ege ve Karadeniz'de hakimiyet sağlanmış, Akdeniz'e doğru ilerlenmiştir. 1455 yılında Kasımpaşa'da İstanbul Tersanesi kurulmuştur. Bu tersane büyüklüğüyle yabancı ülkelerin büyük hayranlığını kazanmıştır. Deniz bilimcilerinin katkısı bu dönemde fazla olmuştur. Dünyada yankılar uyandıran Muhiddin Piri Reis'in kartografi çalışmaları, 1513 ve 1528 yıllarındaki dünya haritaları tarihte yerini almıştır. Piri Reis'in 1521 ve 1525 yıllarında yayınladığı Bahriye (Kitab-ı Bahriye) adlı kılavuz kitabı Dünya Denizcilik Tarihine değerli bir hediyedir. Burada Ege ve Akdeniz'in kapsamlı bir incelemesi vardır.

Mısır'a Yavuz Sultan Selim zamanında yapılan kara harekâtında Türk donanmasının lojistik desteği olmuştur. Mısır'ın fethedilmesinden sonra, Sultan Selim Kızıl Deniz ve Hint Okyanusu'na açılmıştır. Daha sonra Kanuni Sultan Süleyman döneminde de donanmaya önem verilmiş ve denizcilik tarihinin altın çağı yaşanmıştır. Bu dönem Barbaros Hayrettin Paşa, Oruç ve İlyas Reis, Murat Reis, Selman Reis gibi çok sayıda Türk denizcisi Akdeniz'de hakimiyet kurulmasına destek olmuştur.

1533 yılında Barbaros Hayrettin Paşa Kaptan-ı Deryalığa getirilmiştir. İstanbul tersanesinde yeni gemiler yaptıran ve donanmayı güçlendiren Barbaros Hayrettin Paşa, deniz kuvvetlerini ülkenin vazgeçilmez bir unsuru haline getirmiştir. 1538 yılındaki Preveze Deniz Savaşında denizcilik bilgisini ve tecrübesini ortaya koyan Barbaros Hayrettin Paşa, Haçlı Donanmasının geri çekilmesine neden olmuştur. Bu zaferle Osmanlılar Akdeniz'in hakimi olmuştur. Bu nedenle 27 Eylül günü Deniz Kuvvetleri Günü olarak kutlanmaktadır. 1538 yılında 72 parçalık donanmayla Umman Denizi'ne açılan Hadım Süleyman Paşa, Aden'i ele geçirerek Portekizlilerle savaşmıştır. Osmanlılarda bu dönemde ünlü denizcilere "Süveyş Kaptanı" unvanı verilmiştir.

Kanuni Sultan Süleyman'dan sonraki hükümdarlar denizciliğe fazla önem vermemiş, Kaptan-ı Deryalığa denizcilikle alakası olmayan kişiler getirilmiş ve altın çağın etkisi yavaş bir şekilde gitmeye başlamıştır. Bunun ilk etkisi İnebahtı Deniz Savaşında görülmüştür. Burada donanmanın üçte ikisi Haçlılar tarafından yok edilmiştir. Kalan kısmı Uluç Ali Reis tarafından kurtarılmıştır. Ülkenin ilk büyük çaplı toprak kaybının olduğu Karlofça Antlaşmasıyla deniz kuvvetleri de önceliğini kaybetmiştir. 1770 yılında 26 parçalık donanma Çeşme'de Rus donanması tarafından batırılmıştır. Daha sonra 1773 yılında Tersane Hendesehanesi ismiyle deniz subaylarının yetiştirildiği bugünün Deniz Harp Okulu temeli atılmıştır. Bu okul 1784 yılında "Mühendishane-i Bahri Humayun" adıyla değişime uğramıştır. Donanmanın etkisi yitirmesi Sultan Abdülaziz dönemine kadar sürmüştür. Bu dönemde donanmaya önem veren Sultan Abdülaziz, çok sayıda gemi inşa programını hayata geçirmiştir. 1864 yılında kurmay subayların yetiştirildiği Kasımpaşa'da "Erkan-ı Harbiye Bahriye Mektebi" açılmış, 1867 yılında Kaptan-ı Deryalık makamı kaldırılarak, 1922 yılına kadar süren Bahriye Nazırlığı makamı kurulmuştur.

Bu dönemde Sultan Abdülaziz tarafından dış borçla yapılan, dönemin sayılı donanmaları arasında olan Osmanlı Donanması, 1877-1878 yıllarında Rus Harbinde etkili olamadığından 2. Abdülhamit tarafından 33 yıl Haliç'te tutulmuştur. Bu durum denizcilik faaliyetlerine büyük bir darbe olmuştur. Bu süreçte Ertuğrul Firkateyni 13 yıl seyir yapmadan gönderildiği Japonya'da 1890 yılında 533 personeliyle batmıştır. Donanmanın bundan sonraki durumu yine Haliç'te atıl kalmak olmuştur. 1908 yılında 2. Meşrutiyetin ilanında donanma düşük seviyeli gemilerden ve eğitimsiz personelden oluşmaktaydı. 2. Abdülhamid döneminden sonra donanma yeniden canlandırılmak istenmiş ve bazı çalışmalar yapılmıştır. Milli Mücadele dönemine kadar donanma giderek zayıflamış, 1. Dünya Savaşında büyük kayıplar verilmiştir. 1918 yılında Mondros Mütarekesiyle donanma Haliç'e çekilmiş ve kontrolü müttefik ülkelerin oluşturduğu komisyona verilmiştir.