十九世紀，歷史的狂潮捲走了曾稱霸一方的風帆戰艦，這時在戰爭中能存留的是使用蒸汽動力，包覆著裝甲的鐵甲艦。世界上最後一次風帆時代的大海戰為俄國黑海艦隊與土耳其艦隊的錫諾普海戰，短短4個小時激戰，以木帆船巡航艦和輕巡航的土耳其艦隊損失軍艦15艘，死傷3000餘人，另有200人被俘，其中包括土耳其海軍元帥奧斯曼·帕沙和3名艦長。鐵甲裝備的俄國艦隊戰死的只有37人，傷235人，1艘戰列艦受傷。
鐵甲艦與木質風帆戰艦相比較，這種有裝甲和蒸汽動力的新式軍艦像是重甲武士，具備強大的生存力和攻擊力。作為海軍主力艦種，在這一時代，鐵甲艦象徵著國家的實力，是衡量一支海軍乃至一個海洋國家力量強弱的標準。在其直系後代戰列艦出現之前，鐵甲艦一直扮演著海戰的主角。[11]
如同後期出現的航空母艦一樣，當時世界海軍最先進的鐵甲艦在清王朝是關注度極高的話題。
清王朝對鐵甲艦極其渴望，南洋通商大臣沈葆楨曾在1879年臨終時向慈禧太后口述遺願，稱「臣所每飯不忘者，在購買鐵甲船一事，至今無及矣。而懇懇之愚，總以為鐵甲船不可不辦，倭人萬不可輕視」，「伏望皇太后聖斷施行，早日定計，事機呼吸，遲則噬臍」！當時與沈葆楨共同擔負清朝海防的另一位人物，是主持北洋的北洋通商大臣李鴻章。
鴉片戰爭之後，中國失去了關稅自主權，中國的海關就被英國控制，英國商品的進口關稅極低，大量產品傾銷中國。海關收入中國人也無法獨立支配，必須經英國人之手轉交給中國。1859年，英國人李泰國被委派為總稅務司，此後大半個世紀，中國海關一直由外國人把持。
「阿思本艦隊」事件是一個鴉片戰爭後一個影響巨大的事件，在鴉片戰爭失敗後，清王朝早期就有組建艦隊擴充實力的想法。英國學者理查德·懷特曾在《中國的蒸汽海軍》一書中指出，為鎮壓太平天國起義，清帝國原打算建立一支由七艘軍艦組成阿思本艦隊。清廷讓英國人李泰國在英國代購的七艘軍艦，李泰國推薦英國上校阿思本為艦隊司令，阿思本也是兩次鴉片戰爭的參加者。由於李泰國藉機漫天追價，想掌控清朝海軍兵權，私自簽訂「十三條」合同並在國外僱用了600名外國士兵駕艦而不肯讓中國水兵上船，李鴻章無奈之下決定將等待移交的七艘軍艦退貨，清廷在損失數十萬兩白銀的情況下，以「中國兵權不可假於外人」，將阿思本艦隊解散。
以「西洋開花大炮」打敗太平軍而起家的李鴻章，深深懂得「先進武器」的意義，作為西洋槍炮的崇拜者，李鴻章一直致力於清朝的「技術振興」，自1861年底至1895年，李鴻章等洋務派官員抱著「師夷之長技以自強」的目的，在全國進行近35年的「洋務運動」。引進西法製器練兵，並先後創辦了二十幾個軍火工廠，逐步做到了「凡一切槍炮、輪船、軍火均能自造」。例如，李鴻章所組建的淮軍，其步兵逐漸配備德國的毛瑟槍和美國的亨利馬梯尼後門槍，炮兵大多裝備德國克虜伯大小後門鋼炮，騎兵多用13響快槍。到1890年代，淮軍大多裝備了各種類型的來福槍。左宗棠出兵新疆時，曾從上海運送一萬數千支來福槍分發部隊使用。如沒有一支用洋槍洋炮武裝起來、訓練較好的湘軍，收復新疆幾乎不可能！同時中俄交涉收回伊犁也將不可想像。
1879年，沈葆楨去世後不久，中、俄因邊境問題發生爭執，俄國威脅將派出艦隊到中國沿海，清政府欲購英國兩艘過時的鐵甲艦，而英國看準時機大敲竹槓，將２艘老式鐵甲艦的售價一路哄抬至200萬兩銀，只是最後英國政府擔心這２艘軍艦如果賣給中國，或使中國海軍防禦力量有所增加，或有可能將來落入俄國人手中，而徹底拒絕出售。李鴻章利用英國與其對手德國間矛盾，派出使者從德國定購鐵甲艦。
中國與德國簽訂了建造第一艘鐵甲艦的合同之後近一個月，英國才知悉消息，但後悔已晚。中國向德國定制的第一號鐵甲艦被李鴻章命名為「定遠」，同型的第二號鐵甲艦被李鴻章命名為「鎮遠」，其先進程度無愧於當時亞洲第一巨艦的稱號，排水量在7000噸以上，各有12寸巨炮4尊，航速分別為14.5節及15.4節。清朝歷經十年努力才最終成功的鐵甲艦，集中了強大的火力和防護。從北洋海軍正式成軍的十幾年中，中國在數千公里的海防線上裝備了25艘艦艇，其中從國外定購的有14艘，其中包括兩艘巨型鐵甲艦外和7艘裝甲巡洋艦。
北洋艦隊的轉折點在1888年，自1888年北洋艦隊成軍之後，清帝國認為海軍建設已經一勞永逸，不懂得海軍是一個需要連續投入、不斷更新的軍種，反而緊縮開支，甚至在戶部尚書翁同龢的主張下，嚴令禁止再添購新的艦、炮、彈藥。
這一時期，正是各國海軍更新換代時期，新設計、新技術層出不窮。與同時期先進的軍艦相比，清朝軍艦在航行節速、火炮數量、火炮發射速率上落於下風。丁汝昌、李鴻章等曾提出過對「定遠」級軍艦進行改造，加裝新式大口徑速射炮的計劃，但因為經費問題被清廷擱置不理。慈禧貪圖享受，海軍衙門經費被挪用修了慈禧的頤和園。據統計，光緒十三年至二十年海署剋扣南北洋將士員弁薪糧及東三省練兵軍餉的平余銀共約80萬兩，被挪至園工。另海署挪款計400餘萬兩。此外海署自光緒十二至十四年共收海防捐157.7萬餘兩，光緒十五年至甲午戰前共收海防新捐200萬兩，也都流入園工。同時，光緒帝婚禮耗資達500萬兩，戶部又撥鄭州河工600萬兩，山東河工200萬兩，及新鑄制錢工本等……
在清朝海軍安於現狀，停滯不前的狀態下，日本於1892年提前完成了自1885年起的十年擴軍計劃，到了甲午戰爭前夕，日本已經建立了一支總排水量72000噸的海軍，最關鍵的是配置有速射炮的新式艦艇。
1882年，日本海軍還只是魚雷艇和兩千噸以下的近海鐵甲艦為主，無大型鐵甲巡洋艦。1885年，日本提出十年的擴軍計劃，1886年，法國海軍工程師白勞易受雇建造4700噸級大型鐵甲巡洋艦「松島號」和「嚴島號」。而中國配製的海軍艦長都是送到英國學成歸來的留學生，如劉步蟾、鄧世昌、林永升等這些在甲午戰爭中殉國的軍官與對面日本的艦長們都是當年在英國的同班同學。
然而，1892年，日本海軍此時第一線主力艦為13艘，總噸位3.72萬噸。這些艦艇在航速、火炮數量、火炮口徑、射擊速度和彈藥威力上幾乎全面超越了北洋水師過去引以為驕傲的艦艇。
這一時期火藥也發生巨大變化，1883年TNT炸藥被發明，1885年，法國人發明了爆炸力強於TNT的苦味酸炸藥，即「黃色火藥」。1891年，日本人下瀨雅允也仿製出了「下瀨炸藥」。下瀨炸藥具有極強的燃燒性，甚至能夠燃燒鋼鐵，與清朝海軍炮彈使用的黑火藥相比，威力巨大許多。在發射火藥方面，日軍海軍速射炮裝備了無煙火藥。這種發射藥不但射程更遠，發射後也基本沒有黑火藥發射時瀰漫嗆人的煙霧，不必等待煙霧散盡再進行第二次射擊，提高了實際發射速度。北洋艦隊依舊使用鈍化了的黑色火藥，每次發射都會產生大量白色刺鼻濃煙，影響射擊視線和射手身體。
北洋海軍建軍後，全球海軍技術革新，爆破彈迅速取代實心彈。北洋艦隊最初購買艦艇時隨艦進口了一批爆破彈，建軍後炮彈主要由天津機器局負責提供。同時，清朝戶部禁令停止購買外國軍火，北洋海軍急迫裝備新式爆破榴彈彌補多年來消耗導致的不足。但天津機器局應急仿製的高爆榴彈技術不足，質量低劣。
甲午戰爭前夕，英國的阿摩士莊船廠向李鴻章推銷世界航速最快，達23節的四千噸巡洋艦，價格約35萬英鎊，但被清廷回絕。一艘同一型號的艦被日本買下了，也就是後來的吉野號。
僅僅憑借日本當時的政府的收入仍不足以支付費用過於之巨的「吉野」號，為此日本天皇為籌集資金購買「吉野」，日本皇太后捐出了自己的首飾，使得民眾踴躍捐獻購買「吉野」，日本商人和民間發起了「『吉野號』募捐會」。
1893年，甲午戰爭前一年，明治天皇又下一個重要決定，此後六年，每年從皇室內庫中拿出30萬元帑銀，用於海軍。這已經超過了皇室開支的十分之一。這一舉動再次帶動了日本政府議員主動獻出四分之一薪俸用做造艦。據稱明治天皇甚至用餓肚子的方法，給整個日本起「表率作用」，天皇恨不能把瀨戶內海的每一塊礁石都變成戰艦。據1894年日本軍事公債的募集統計數字，當時日本總人口為4181萬，至少有7.4%的人口獻納不同數量金錢，其中除富有者外，連一些無生活著落的窮人，甚至兒童也將其僅有的儲蓄錢捐獻出來。據陸軍恤兵部統計，各府縣獻納金總數是，2164686人共捐獻2209770元，平均每人1.71元；寄贈品的總數是，949128人共贈送價值708634元的各類物品。這些捐款對中日「甲午戰爭」起到巨大作用。