La marina revestía una gran importancia para un pueblo que vivía en contacto permanente con el mar y cuya prosperidad dependía en gran parte de él. Las flotas mercantes se desarrollaron debido a las necesidades del comercio, en un principio los barcos que se dedicaban al comercio estaban armados y podían participar en una batalla, posteriormente con el crecimiento del comercio y la expansión de las polis griegas se creó la marina de guerra para defender las rutas comerciales y para llevar a cabo piratería contra ciudades rivales o transportar a los guerreros para la batalla.
El modelo de barco de guerra era el trirreme. Tucídides atribuye su invención al corinto Amínocles a finales del siglo VIII a.C. En realidad, este tipo de embarcación de guerra no apareció hasta el siglo VI en Jonia. Hasta entonces, el barco de guerra era la pentecóntera, una galera de cincuenta remos. Polícrates de Samos poseía un centenar de este tipo de naves (h. 530 a.C.) cuando empezó a equiparse con trirremes, y parece ser que fue el primero en hacerlo. La pentecóntera desapareció por completo a finales de ese mismo siglo y se sustituyó por el trirreme; los jonios sólo utilizaron este tipo de embarcación en la batalla de Lade, una pequeña isla donde sufrieron una derrota tras rebelarse contra los persas. Temístocles estimuló a los atenienses para que construyeran doscientas trirremes entre los años 483 y 480 cuando se libró la batalla de Salamina. También se construían monorremes y birremes, con una o dos filas de remos, pero eran unos barcos demasiado ligeros o bien demasiado lentos; en la época helenística se construyeron tetrarremes y pentarremes. Es probable que Dionisio de Siracusa fuera el que inauguró estos dos tipos de embarcaciones a principios del siglo IV, sin embargo eran demasiado pesadas y poco manejables. Estaban dotadas de una artillería capaz de desmantelar la línea enemiga; después se procedía al abordaje, igual que en los siglos XVII y XVIII de nuestra era. Demetrio Poliorcetes recurrió a esta táctica en el año 306 cuando se enfrentó a la flota egipcia dirigida por Melenas, el hermano de Ptolomeo Soter.
El trirreme ateniense medía entre 35 y 40 metros de eslora y entre 5 y 6 m de manga, y calaba 2 m; lo impulsaban 170 remos (con más de 30 de recambio), la eslora variaba entre 4,20 y 4,40 m, y tenía un gran espolón de bronce en la proa; utilizaban las velas para navegar y para que los remeros pudieran descansar; sin embargo, en las batallas, impulsaban la nave con remos y solían dejar las velas en tierra para que no estorbaran en las maniobras y aligerar la nave. Entre finales del siglo V y mediados del siguiente, el trirreme tenía dos palos (el palo mayor y el akateios). Parece que después del año 330 a.C. sólo quedó el palo mayor.
Hasta el siglo V a.C. se luchaba tanto por tierra como por mar; abordaban los barcos e intentaban eliminar a la tripulación enemiga tal y como hicieron los corintios y los corciros en la batalla de Síbota (432 a.C.). Los atenienses inventaron y también perfeccionaron la estrategia naval: mediante hábiles maniobras, atravesaban las líneas enemigas evitando el contacto con ellas, después recurrían al diekplus y el periplus; la primera táctica se basaba en acostar el barco a la nave enemiga para romperle los remos; el periplus consistía en embestir con el espolón contra la nave enemiga, que se hundía sin que el vencedor perdiera un solo guerrero.
De los 200 hombres que componían la tripulación del trirreme ateniense, 170 eran remeros; solían ser mercenarios, metecos (extranjeros domiciliados en una ciudad) o thetes (hombres libres que carecían de tierras) y a veces zeugites (pequeños propietarios pertenecientes a la tercera clase); los thetes cobraban un sueldo; los diez epibates, soldados de la marina, eran hoplitas sacados de las listas regulares; había 13 marineros que se ocupaban de las maniobras y las velas; los trierarcas que estaban al mando del barco eran los ciudadanos que habían financiado la liturgia (servicio público financiado por los ciudadanos más acaudalados) para el equipamiento del barco; los asistía un kybernetes, un profesional, que posiblemente también llevaba el timón, consistente en un remo muy largo situado en la popa; el keleustes, el jefe de los remeros, marcaba el ritmo de los remeros al son del oboe del trierautes. Los remeros se distribuían del siguiente modo: en el banco superior había 62 thranites; en el banco intermedio, 54 zeugites; y en el banco inferior, 54 thalamites. En Atenas, el conjunto de la flota estaba bajo el mando de uno o dos estrategas; algunas ciudades separaban los mandos terrestre y marítimo y confiaban las flotas a los navarcas. En Esparta, que nunca llegó a ser una potencia marítima, se reclutaba la tripulación entre los ilotas (antiguos habitantes de Laconia reducidos a la servidumbre) y los periecos (habitantes libres de Laconia sometidos a los espartanos); los éforos (magistrados supremos de Esparta) elegían al navarca que ejercía el cargo durante un año y procuraban no renovárselo.
