郑和下西洋成功靠的不仅是卓越精神和克服困难的毅力，更靠的是先进的科学航海技术。 究竟拥有怎样的船只，使郑和与他的水手们顺利横渡印度洋，安然到达遥远而陌生的海岸？究竟有多少地理和天文知识，使他们精确测定方位，从而在深不可测的广阔大海上航行？郑和船队集中了当时船舶导航方面最先进和完备的设施，掌握了科学的航海技能。长期的航海实践，促进了郑和船队航海技术的完善，同时又造福世界，为后人所借鉴。
过洋牵星术
郑和船队在航海中，使用了成熟的一整套“过洋牵星”的航海术，对天文导航科学作出重大贡献。流传下来的《郑和航海图》附有4幅“过洋牵星图”，它们不仅让我们重新目睹航海者站在甲板上观察到的天象，而且透露了许多航行的秘密。郑和航海一般观测的是北斗七星、南十字、天琴等星座。所谓牵星术，是指用“牵星板”观测有关星辰的高度，确定船只所在的地理位置，以测定航向。牵星板是测量星体距水平线高度的仪器，其原理相当于当今的六分仪。通过牵星板测量星体高度，可以找到船舶在海上的位置。牵星板共有大小十二块正方形木板，以一条绳贯穿在木板的中心，使用时，观测者左手执“牵星板”一端的中心，手臂向前伸直，另一手持住绳端置于眼前。此时，眼看方板上下边缘，使牵星板与海平面垂直，让板的下缘与海平面重合，上边缘与被测的星体重合，然后根据所用之板属于几指，便得出星辰高度的指数。在测量高度时，可随星体高低的不同，以几块大小不等的“牵星板”和一块长2寸、四角皆缺的象牙块替换调整使用，直到所选之板上边缘和所测星体相切，下边缘同海平线相合为止。此时使用的牵星板是几指，这个星体的高度就是这个指数。
漏沙计程法
郑和船队采用漏沙计程法，即在船上设一个酒壶状的漏筒，装满细沙，沙从筒眼中漏出，直到漏尽，把它作为一个计量单位，称为“一更”。每更可航行30公里左右。每一天船只航行时间保持在十更。至于风潮顺逆对船速的影响，船队也加以考虑。进行测量时，先在船头向海里投下一块木片，以一定速度赶到船尾，木片与人同时到达船尾即为标准速度。人比木片先到船尾，称为“不上更”，反之则称为“过更”。这两种情况与标准情况之间存在的误差，在计算船速时加以增减，就可得到近似真实的航速。航行路线与航程测算出后，船员们把它们画在地图上，就成了现在我们所看到的航海图。它成为后人研究郑和下西洋的宝贵资料。
富有特色的造船技术——风帆、横舱、披水板
中国造船历史悠久，明代木帆海船技术继承隋唐宋元传统，又有发展，形成中华帆船特色。桅帆总体设计上采用纵帆型布局、硬帆式结构。即配有多桅帆，基本沿船纵向中线或稍偏交错排列竖立，不设横桁，不用牵索；帆篷由布制或竹篾编织，以坚实的斜桁向下张挂，帆篷面带撑条（又称帆竹），以固帆展平，提高风效。帆篷升降方便自如，适应海上风云突变，调戗转脚灵活，能有效利用多面来风，还便于水手援帆竹为梯级，攀登到桅顶作业或上望斗。在舷部和艉部，设长橹，入水深，多人摆摇，推进效率高，而且大船外的涉水面积小，适应在狭窄或拥挤水域航行。
帆船帆形图
船体结构上设多道横舱壁，兼具加强结构和分舱水密抗沉作用。不同船型在舭部装梗水木或龙骨或两舷装披水板或设艏艉通水舱以减摇抗漂，改善航海性能。 海船装有披水板。披水板，也叫腰舵。此装置可使船只在前进时减少阻力，而横移时阻力增大。船舵及披水板，可使船只在侧风、逆风行驶时，保持航向不变。
针路航海
针路航海是郑和下西洋的主要航海方法。它是以航海罗盘针定航向，以“更”计里程，以确定航行船只位置的一种航海方法。宝船上使用的是水罗盘，盘上刻有24个方位。航行时，可按一个方位航行，也可按两个方位之间航行，这样实际航海使用48个方位。“更”是古代的计时单位，一昼夜分为十“更”，但在针路中所用的“更”则是计程单位，即指在一更时间内船只在标准航速下航行的里程。一般一“更”为六十里。以罗盘针定航向，以“更”定航程，人们在茫茫的大海中就能知道航船的大体位置，何时何地改变航向，加以测量水深底质，就能顺利到达目的地。“更”和航海罗盘结合起来，使中国航海者开辟了一条条通往亚非各国的航线，也是中国古代航海者对世界航海的一大贡献。
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