ลักษณะการทหารไทยแต่โบราณไม่ได้แยกทหารเรือออกจากทหารบกอย่างเด็ดขาดพอถึงยามศึกสงครามก็จัดทหารที่ชำนาญทางน้ำทางเรือให้ลงประจำในเรือ ทำหน้าที่ลำเลียงขนส่งกำลังพล เสบียงอาหาร ยุทธสัมภาระ และอาวุธหนัก เช่น ปืนใหญ่ การขนส่งทางเรือสะดวกรวดเร็วกว่าทางบก และไม่บอบช้ำมาก กองทัพไทยมักใช้วิธียกไปทางเรือจนสุดทางน้ำแล้วจึงยกต่อไปทางบก มีแต่เรือรบในแม่น้ำเพราะสงครามส่วนใหญ่รบกันทางเหนือ และตะวันตก การยุทธทางทะเลมีน้อย หากเมื่อใดต้องทำสงครามทางทะเล เช่น รักษาหัวเมืองปักษ์ใต้ หรือปราบปรามกบฎในกัมพูชาก็จะเกณฑ์เรือสินค้ามาติดอาวุธใช้ในราชการทัพ ถึงแม้ว่าอาณาเขตไทยจะติดกับทะเลยาวถึง 2,400 กิโลเมตร แต่ไทยไม่เคยมีกองเรือรบทางทะเลจนกระทั่งสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 3

ในสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว ไทยเริ่มตระหนักถึงภัยทางทะเล ผู้นำไทยสนใจเรือของชาวตะวันตกที่สร้างด้วยเหล็ก และใช้เครื่องจักรแทนใบเรือ จึงแข็งแรงทนทาน แล่นได้เร็ว ไปได้ทุกทิศทาง และฤดูกาล ชาวตะวันตกพากันหลั่งไหลสู่ตะวันออกมากขึ้น เข้ามาค้าขาย เจริญสัมพันธไมตรีตลอดจนแสวงหาอาณานิคม สงครามฝิ่นในจีน และการเสียเอกราชของพม่าประเทศเพื่อนบ้านเป็นอุทาหรณ์ให้ไทยต้องเตรียมตัวให้พร้อมรบทางทะเล รัชกาลที่ 3 ทรงเกณฑ์ขุนนาง และเจ้าภาษีนายอากรให้ช่วยกันต่อเรือขึ้นใหม่จำนวนมากถึง 200 ลำเศษ เรือส่วนใหญ่เป็นเรือสำเภาจีน และเรือกำปั่นแปลง ซึ่งมีขนาดย่อมใช้ได้ทั้งในแม่น้ำ และในทะเล และมีเรือกำปั่นขนาดใหญ่ที่ต่อแบบตะวันตกจำนวน 14 ลำ ซึ่งกรมขุนอิศเรศรังสรรค์ และหลวงนายสิทธิ์อำนวยการสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นเรือลาดตระเวนตามชายฝั่งของไทย กองทัพเรือสมัยนี้มีบทบาทในการปราบจลาจลทางปักษ์ใต้ พ.ศ.2382 และตีเมืองบันทายมาศคืนใน พ.ศ.2384

กิจการทหารเรือในสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 4 แยกเป็น 2 ฝ่าย คือ ทหารเรือวังหน้า และทหารเรือวังหลวง พระบาทสมเด็จพระปิ่นเกล้าเจ้าอยู่หัว (วังหน้า) ทรงสนพระทัยการทหารเรือแบบตะวันตก ทรงมีอู่ต่อเรือของพระองค์เอง และต่อเรือกลไฟลำแรกได้เมื่อ พ.ศ.2401 คือ เรืออาสาวดีรส (Sherry Wine) เป็นเรือไม้กลไฟยาว 120 ฟุต มีปืนใหญ่ 6 กระบอก ใช้เป็นเรือรบของวังหน้า ทางวังหลวงนั้น จมื่นไวยวรนาถ (วร บุนนาค) ได้สร้างเรือกลไฟ ชื่อ สยามอรสุมพล (Royal Siamese Seat) ใน พ.ศ.2398 แต่เป็นเรือพระที่นั่งขนาดย่อม ไม่ใช่เรือรบ กิจการสร้างเรือรบ และเรือกลไฟเจริญขึ้นอย่างรวดเร็ว ทั้งสองฝ่ายแข่งขันกันสร้างเรือให้มีสมรรถนะสูง ทันสมัย และมีจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ จนรัชกาลที่ 4 ทรงโปรดฯให้ตั้งกรมอรสุมพลขึ้นมาควบคุมดูแลเรือรบของวังหลวงทั้งหมด ให้พระยาสุรวงศ์ไวยวัฒน์ (วร บุนนาค)เป็นเจ้ากรมขึ้นกับสมุหกลาโหม

เรือรบของไทยได้มาตรฐานสากล มีการตกแต่งเรือ และจัดระเบียบปฏิบัติในเรือเยี่ยงเรือรบต่างประเทศ เช่น เรือยงยศอโยชฌิยา (Impregnable)ของวังหน้าที่ออกไปอวดธงถึงสิงคโปร์ ในพ.ศ.2409 ได้รับคำชมเชยจากผู้ใหญ่ทางสิงคโปร์ว่าเรือของไทยรู้ธรรมเนียมปฏิบัติแบบสากลดี และครั้งนั้นธงชาติไทยได้มีโอกาสขึ้นยอดเสาเคียงคู่ธงชาติอังกฤษที่ป้อมแคนนิ่ง (Fort Canning)

พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 5 เสด็จประพาสสิงคโปร์ และชวา (พ.ศ.2413) และอินเดีย(พ.ศ.2414) ด้วยเรือรบของไทยเพื่อทอดพระเนตรความเจริญด้านต่างๆในเมืองอาณานิคมของอังกฤษ เมื่อเสด็จกลับจากประพาสทรงโปรดฯให้รวบรวมการทหารในกรุงเทพฯที่กระจัดกระจายมาปรับปรุงจัดเข้ากรมกองให้เป็นระเบียบ ปรากฏว่ามีกรมที่เป็นกิจการของทหารเรืออยู่ 2 กรม คือ กรมอรสุมพล มีหน้าที่ดูแลเรือรบหลวงทั้งหมด และ กรมเรือพระที่นั่ง ทหารทั้ง 2 กรมต่างดำเนินงานเป็นอิสระแก่กัน นอกจากนี้ ยังมีกองทหารตามชายฝั่งทะเลตะวันออก ทำหน้าที่ปราบปรามโจรสลัด และทหารประจำป้อมต่างๆบริเวณปากแม่น้ำเจ้าพระยา ในขณะที่ทหารในหัวเมืองยังขึ้นกับการปกครองระบบจตุสดมภ์ คือ หัวเมืองเหนือขึ้นกับสมุหนายก หัวเมืองปักษ์ใต้ขึ้นกับสมุหพระกลาโหม และหัวเมืองชายฝั่งทะเลตะวันออกขึ้นกับ โกษาธิบดี (คลัง) รัชกาลที่ 5 ทรงตั้งกรมยุทธนาธิการขึ้นเมื่อ พ.ศ.2430 เพื่อให้ปกครองทหารในกรุงเทพฯทั้งหมด และเป็นครั้งแรกที่กิจการทหารเรือถูกแยกออกจากทหารบกอย่างเด็ดขาด กรมอรสุมพล และกรมเรือพระที่นั่งถูกรวมเข้าเป็นกรมเดียวกัน เรียกว่า ‘กรมทหารเรือ’ และเมื่อการปกครองระบบจตุสดมภ์ถูกยกเลิกไปใน พ.ศ.2435 และมีการจัดระเบียบการปกครองแผ่นดินใหม่ แบ่งเป็น 12 กระทรวง กรมทหารเรือถูกโอนไปขึ้นกับกระทรวงกลาโหม ซึ่งมีหน้าที่ดูแลการทหารทั่วราชอาณาจักร จนกระทั่ง พ.ศ.2453 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงโปรดฯให้ยกกรมทหารเรือขึ้นเป็นกระทรวงทหารเรือ แต่ต่อมาเมื่อประเทศไทยต้องประสบกับภาวะเศรษฐกิจตกต่ำใน พ.ศ.2474 ทหารเรือต้องถูกยุบกระทรวงกลับไปเป็นกรมขึ้นกับกระทรวงกลาโหมตามเดิม เพื่อลดทอนรายจ่ายของประเทศ และในที่สุดเมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน 2476 กรมทหารเรือได้เปลี่ยนชื่อเป็นกองทัพเรือ (The Navy) เพื่อให้สอดคล้องกับกองทัพบก (The Army)

กรมทหารเรือเมื่อแรกตั้งนั้นมีแต่ชาวต่างชาติเป็นทหารเรือ เพราะคนไทยพื้นเมืองเป็นชาวดอนไม่สันทัดทางทะเลกองทหารอาสาหลายชาติถูกโอนมาขึ้นกับกรมทหารเรือ ทหารกรมอาสาจามซึ่งชำนาญการเดินเรือทะเลถูกจัดให้อยู่ประจำเรือในหน้าที่ทหารปากเรือ (กลาสี) ทหารกองมอญลาวเป็นช่างกล และช่างไฟในเรือ ทหารประจำเรือมีจำนวนน้อยตามจำนวนเรือ ทหารเรือส่วนใหญ่จะเป็นทหารมรีน (นาวิกโยธิน) ซึ่งเป็นกองกำลังทางบกของทหารเรือ เช่น กองรามัญแปดกรม (อาสามอญ) เป็นทหารราบประจำในกรุงเทพฯ และตามสถานีชายทะเล กรมโต๊ะ ซึ่งเป็นชาวอินเดียค้าอาวุธมาก่อน ให้ทำหน้าที่ดูแลทำความสะอาดอาวุธ และซ่อมแซมด้วย ส่วนกรมปากน้ำ (อาสาลาว) และกรมปืนใหญ่ (อาสาญวน) เป็นทหารประจำป้อม

กองทัพเรือเริ่มจ้างชาวยุโรปไว้ใช้ในราชการตั้งแต่สมัยรัชกาลที่ 3 ระยะแรกจ้างชาวอังกฤษเป็นส่วนใหญ่จนถึงต้นสมัยรัชกาลที่ 5 ก็ยังนิยมจ้างชาวอังกฤษ และส่งนักเรียนไทยไปศึกษาวิชาทหารเรือที่ประเทศอังกฤษ แต่ต่อมาได้เปลี่ยนเป็นจ้างนายทหารชาวเดนมาร์กมากขึ้น ด้วยเหตุผลทางการเมืองระหว่างประเทศ ที่อังกฤษ และฝรั่งเศสกำลังแข่งขันกันขยายอำนาจล่าอาณานิคม ส่วนเดนมาร์กเป็นประเทศเล็กที่ไม่มีนโยบายแทรกแซง และมีความรู้ความชำนาญทางทะเลไม่ด้อยกว่าประเทศอื่น นายทหารเรือเดนมาร์กคนแรกที่รับราชการในกองทัพเรือไทย คือ พลเรือโท พระยาชลยุทธโยธินทร์ ( Andre/ du Plessis de Richelieu) ซึ่งรับราชการในกองทัพเรือไทยนานถึง 27 ปีจนได้ตำแหน่งสูงสุดเป็นผู้บัญชาการทหารเรือ ในกรมทหารเรือมีชาวเดนมาร์กรับราชการรวม 50 คนในจำนวนชาวต่างประเทศทั้งหมด 164 คน รองลงมาคือชาวอังกฤษ เยอรมัน สวีเดน และอเมริกัน แต่นายทหารที่จ้างมาส่วนใหญ่เป็นเพียงนายเรือสินค้า หรือนายทหารกองหนุน จึงมีความสามารถเพียงเดินเรือได้ ไม่มีความรู้ทางทหารพอในการนำฝึกซ้อมยุทธวิธีทางทะเล หรือถ่ายทอดวิชาการทหารเรือให้ทหารไทย

ในเหตุการณ์ ร.ศ.112 กองทัพเรือไทยที่ปากแม่น้ำเจ้าพระยาไม่สามารถสกัดกั้นเรือฝรั่งเศสไว้ได้ เป็นสิ่งยืนยันว่าการป้องกันภัยทางทะเลของไทยยังหละหลวมมาก ทำให้รัชกาลที่ 5 ทรงเห็นความจำเป็นที่จะต้องจริงจังกับการสร้างคนให้มีความรู้ความสามารถเข้าแทนที่ชาวตะวันตกในกองทัพเรือ เพื่อการนี้พระองค์ได้ทรงส่งพระเจ้าลูกยาเธอ พระองค์เจ้าอาภากรเกียรติวงศ์ (กรมหลวงชุมพรเขตอุดมศักดิ์) ไปศึกษาวิชาการทหารเรือที่อังกฤษ ส่วนในประเทศนั้นทรงส่งเสริมการศึกษาสำหรับทหารเรืออย่างกว้างขวาง ทั้งระดับนายสิบ นายช่างกล และนายทหารเรือ แต่ไม่มีโรงเรียนใดดำเนินการได้ตลอด เพราะยังขาดแคลนทั้งครู และนักเรียน นายเรือที่จบออกมายังมีความรู้ไม่พอที่จะเดินเรือได้

จนกระทั่งกรมหมื่นชุมพรเขตอุดมศักดิ์สำเร็จการศึกษากลับมา และทรงเอาพระทัยใส่กวดขันการศึกษาของนักเรียนโรงเรียนนายเรือตั้งแต่ปรับปรุงหลักสูตรจนถึงเป็นครูฝึกสอน จนนักเรียนนายเรือมีความรู้ความสามารถไปฝึกภาคทางทะเลถึงชวา และสิงคโปร์ได้ในพ.ศ.2450 การเดินเรือครั้งนั้นกรมหมื่นชุมพรเขตอุดมศักดิ์ทรงเป็นผู้บังคับการเรือรบหลวงมกุฎราชกุมารด้วยพระองค์เอง และคนประจำเรือเป็นนักเรียนนายเรือ และนักเรียนนายช่างกลทั้งหมด ความสำเร็จครั้งนี้ยังความปลื้มปิติแด่พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเป็นอันมาก พระองค์ทรงมีพระราชหัตถเลขาในสมุดเยี่ยมของโรงเรียนนายเรือในปีเดียวกันนั้นว่า “...การทหารเรือมีรากหยั่งลงแล้ว...”