海军的主要武器装备有：潜艇，包括弹道导弹潜艇和攻击型潜艇；水面舰艇，包括航空母舰、战列舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、两栖作战舰艇、反水雷舰艇，以及其他小型水面作战舰艇和辅助船只。许多国家的海军还装备有作战飞机。美国是当代主要海军强国，装备水平处于领先地位。70年代以后苏联海军迅速发展，许多装备接近或达到美国的水平。
弹道导弹潜艇。50年代末起装备部队，吨位较大，通常采用核动力，可长时间在水下航行，易于隐蔽；可装载10余枚弹道导弹，携带100 余个核弹头，足以摧毁任何城市。五个核国家均拥有这类潜艇。苏联和美国的数量较多(苏联最多），技术最先进。弹道导弹潜艇的发展可分为三代。第一代以美国的北极星级、苏联的G 和H 级为代表；第二代排水量近万吨，速度较快，以美国的海神级、苏联的D 和Y 级为代表；第三代以美国的俄亥俄级(亦称三叉戟级）和苏联的T 级(亦称台风级）为代表，吨位大，技术先进，均装备有分导式多弹头的弹道导弹。俄亥俄级水下排水量18700 吨，可载24枚导弹，192 个弹头。T 级排水量3 万吨，是世界上最大的潜艇，可载20枚导弹，240 个弹头。
攻击型潜艇。海军主要攻击力量之一，具有隐蔽性好、能突然发动攻击等优点，在第二次世界大战中发挥重要作用，战后在动力系统和武器系统方面有较大改进。在动力系统方面，出现了核动力潜艇，可长时间在水下航行，而不必经常浮出水面为发动机补充空气，易隐蔽，航速快，有无限续航力，适宜远洋作战。美国的潜艇全部采用核动力。常规动力潜艇适宜浅海作战，随着不依赖空气的常规推进系统趋向成熟，仍将得到发展。在武器系统方面，鱼雷不断改进，安装制导装置，命中精度提高；普遍装备反舰导弹，包括潜射导弹，攻击力显著增强。此外，潜艇的噪音降低，潜深加大，更不易被发现；通信设备不断改进；操作和控制系统逐步自动化。美国和苏联等国都发展了多种级别、多种功能的攻击型潜艇。
第二次世界大战以后，主要水面作战舰只的种类未发生大的变化，但性能和作战能力有较大幅度的提高。动力系统更先进，航速加快，均超过30节(约合每小时55公里），机动性增强；一些大型舰只采用核动力，续航能力提高。武器系统逐步现代化，装有先进的大口径火炮、反舰导弹、防空导弹、反潜火箭、反潜鱼雷、深水炸弹、对地攻击导弹等，多数已可精确制导，综合作战能力显著增强，火力更加猛烈。防御系统更加完备，装有海上警戒雷达、对空警戒雷达和声纳，可及时发现较远距离的高空、低空、水面、水下目标；电子对抗能力增强，整个火力控制系统逐步自动化，可同时跟踪众多目标，反应速度加快。 60年代以后，美国和苏联发射多种专用卫星，为海军舰艇提供侦察、探测、定位、导航、通信等项保障，并可随时提供战场动态。进入90年代以后，水面舰艇开始采用隐形技术。
航空母舰是最大的水面舰只，可装载数十架作战飞机，并以其夺取制空权，袭击海上和地面目标，远距离攻防能力强，但其他武器较少，通常与其他舰只组成战斗群。航空母舰战斗群是当代海战的主要力量。美国长期注重发展航空母舰，数量一直最多，战后共研制四代。第四代尼米兹级，共建造6 艘，从70年代后期到90年代初相继服役；排水量9.1 万多吨，采用核动力；可装载近100 架飞机，装有先进的防空导弹系统和近程防御系统，是当前美国海军的中坚力量。前几代舰只仍在服役，普遍进行了技术改进。苏联海军在战后初期主要用于近海防御，并认为航空母舰易受导弹攻击。为提高远洋攻击能力，从60年代开始建造直升机航空母舰，70年代发展攻击型航空母舰。90年代初服役的库兹涅佐夫级航空母舰排水量6.5 万吨，可装载60余架性能先进的作战飞机，具有较强的空中打击、防空、反导弹、反潜和近程防御能力，达到世界先进水平。此外，英国、法国、印度等国也拥有航空母舰。
航空母舰上使用的作战飞机也迅速发展并形成系列。美国注重研制专用的舰载飞机，可在短距离甲板上起降，较有代表性的是：F-14型歼击机，主要用于拦截敌机，可在数百公里范围内巡逻，同时确定并攻击数个100 公里左右的目标，控制范围接近1000公里；F-18型歼击机，可进行空战和对地攻击；A-6 型攻击机是主要舰载进攻性力量。此外还有舰载反潜飞机、电子战飞机、预警飞机、加油机等。苏联航空母舰可使用先进的空军作战飞机。
英国的鹞式和苏联的雅克-38 型攻击机均可垂直或短距离起降。
战列舰曾是最大型战舰，第二次世界大战后未再发展，原有舰只先后退役。80年代美国先后对4 艘40多年舰龄的战列舰进行现代化改装，安装406 毫米巨炮、先进的鱼叉式反舰导弹、可精确攻击地面目标的战斧式巡航导弹以及密集阵近程防御系统，具有强大的进攻能力。
巡洋舰是当代主要海军作战舰只，排水量通常在万吨左右，执行反舰、反潜、防空、对地攻击等项任务。美国和苏联发展了多个级别的巡洋舰，普遍装备导弹，有的采用核动力，一些级别主要执行防空或反潜等专项任务；美国多将巡洋舰编入航空母舰战斗群，承担全方位护卫任务；苏联的一些巡洋舰可独立执行攻击航空母舰的任务。80年代研制的最新型导弹巡洋舰是美国的提康德罗加级、苏联的基洛夫和光荣级，均可执行综合作战任务。提康德罗加级排水量9600吨；装备战斧式巡航导弹，鱼叉式反舰导弹，阿斯洛克式反潜导弹，标准式防空导弹，以及近程防御系统；电子战设备先进，装有宙斯盾武器控制系统，可同时跟踪256 个不同距离的目标，是当前最先进的舰载防空系统，可对付反舰导弹；可搭载2 架反潜直升机。基洛夫级排水量2.8 万吨，采用核动力；装有全自动火炮，20个SS-N-19型反舰导弹发射器，近程防御系统，SS-N-14 型反潜导弹和多种反潜火箭，并首先采用先进的垂直发射防空导弹(SA-N-6型），还可搭载2 架反潜直升机；也协同航空母舰作战，还可作为巡洋舰进攻编队的核心。光荣级是基洛夫级的缩小型，采用常规动力，并加装鱼雷。
驱逐舰是各国装备数量较多的作战舰只，是海战的重要力量；主要武器是舰炮和鱼雷，后来普遍装备导弹，具有综合作战能力，但多数侧重执行单项作战任务。第二次世界大战以后，美国和苏联发展了多个级别的驱逐舰，分别拥有百艘左右，其他国家也发展了多种驱逐舰。新型导弹驱逐舰以美国的阿利.伯克级、苏联的现代和勇敢级为主要代表。阿利.伯克级装有与提康德罗加级导弹巡洋舰相同的各类导弹，只是数量较少，并装备先进的防空系统和近程防御系统；具有反舰、反潜、防空、反导弹、对地攻击等综合作战能力。现代级主要用于反舰作战，装有SS-N-22 型反舰导弹和SA-N-7型防空导弹，可搭载反潜直升机。勇敢级主要用于反潜作战，装有SS-N- 14型反潜导弹和SA-N-8型防空导弹，也可搭载反潜直升机。
护卫舰主要用于为舰队护航和保卫海上交通线，通常在舰艇编队中执行单项作战任务，排水量较小，装备数量较多。第二次世界大战以后，许多国家发展了为数众多的反潜护卫舰，主要装备舰炮、反潜鱼雷和深水炸弹，有些较大型的还装有反潜导弹，可搭载反潜直升机。苏联发展了专用防空护卫舰，装备有可对空射击的舰炮和防空导弹。 70年代以后，美国和苏联等国发展了排水量3000-4000吨的大型护卫舰，反潜和防空能力进一步增强，并具有一定的反舰和反导弹能力。
其他海军装备也不断更新。两栖作战手段全面改进。新型登陆工具主要有直升机、气垫船、斜旋转翼飞机等。气垫船航速可达80节(约合每小时150 公里），一次可将数百名士兵连同坦克等装备送上岸。运载这些登陆工具的是两栖指挥舰、两栖攻击舰、船坞登陆舰等。两栖攻击舰也称直升机母舰，排水量可达4 万吨，能装载一个加强陆战营、数十架大型运输直升机和武器直升机。船坞登陆舰可装载气垫船和登陆艇。反水雷技术更加先进，出现了新型扫雷和猎雷舰艇。新型补给船排水量大，航速快，综合补给能力强，可在较短时间内向航行中的舰队实施横向和垂直补给。