18世纪末期至19世纪初期，美海军创立时的船型是风力推进的木制帆船，舰载武器主要是配备在船体两舷侧的大量前装炮。自蒸汽发动机出现后的19世纪中叶，蒸汽与风力开始并用，可谓是蒸汽推进装甲舰的时代。但是，舷侧炮仍是主流，最大的变化就是旋转型炮塔的出现。
20世纪初，2门大口径炮作为主炮，以旋转型炮塔的形式在舰艏、艉部各装备1座，多门口径炮作为副炮，配置在舷侧，这成为主力水面舰的标准装备。1907年，英国皇家海军“无畏”号战列舰开始配备5座305毫米双联装炮，美海军以此为契机进入新型舰时代。第二次世界大战（1939—1945年）爆发后后，美航母、战列舰和重型巡洋舰等水面主力战舰上开始装备雷达，不仅实施对空警戒，而且可用于大口径炮射击时的目标搜索探测，并在夜间射击时也能发挥作用。此外，二战中各国还服役了10艘装备3座406毫米三联装炮塔的战列舰，1943—1944年期间最后竣工的4艘“衣阿华”级战列舰宣告了大舰巨炮时代的终结。
水面作战舰除大量装备用于水面射击的大口径炮外，还装备127毫米、76毫米的中口径炮，以及40、20毫米机炮，并采用近炸引信，提高射击指控装置的性能，发挥对空防御的威力。
开发并装备防空导弹
美海军航母机动部队在太平洋战争末期，受到日本海军“神风”特攻机的攻击却束手无策。之后，美海军开始在航母自身及其护卫舰上装备防空用的中口径舰炮和自动炮。同时，美海军于1944年后开始启动多项防空导弹的研发项目，希望利用防空导弹击毁飞机。但是，这些项目都没赶上实战，虽说战后也取得一定战绩，有些项目还是中止研发了。期间，“大黄蜂”项目产生了3T导弹，即“黄铜骑士”远程防空导弹、“小猎犬”中程防空导弹和“鞑靼人”近程防空导弹。
1952年，“黄铜骑士”远程防空导弹测试中成功击毁目标，但是其1959年才完全实用化。该导弹射程初期为93千米，1966年的改进型射程达到185千米。1951年，从“黄铜骑士”远程防空导弹中衍生的“小猎犬”中程防空导弹开始试验并投入使用，通过改良制导方式和推进装置，其改进型RIM-2F射程最终达到75千米。改变“小猎犬”导弹的制导系统后，新型“鞑靼人”导弹于1962年列装，最新型RIM-2C导弹射程为32千米，拥有对地攻击能力。新型防空导弹最先装备的首艘舰就是“波士顿”号巡洋舰（CA-69），该舰是在二战期间1943年6月服役的重型巡洋舰，1952年1月变更舰种为导弹巡洋舰（CAG-1），同年2月开始撤去后部的三联装203毫米炮塔，装备2座“小猎犬”导弹发射架，1955年11月再度服役。随后，“堪培拉”（CA-70）变更为导弹巡洋舰（CAG-2），二战末期服役的巡洋舰均逐步转换为导弹巡洋舰。从第3艘“卡尔·文森”级（CL-93）往后均由轻巡洋舰转换为导弹巡洋舰（CLG3-8），在舰体后部装备1座“黄铜骑士”（CLG3-5）和“小猎犬”（CLG6-8）导弹双联装发射架。新造的核动力巡洋舰“长滩”号（CGN-9）装备“黄铜骑士”和“小猎犬”导弹，并于1961年9月服役。
驱逐舰也开始装备防空导弹，首舰“基阿特”号（DD-712）在二战结束前的1945年7月服役。1955年9月，该舰开始实施改装，在其后部装备1部“小猎犬”导弹双联装发射架，同年12月作为导弹驱逐舰（DDG-1）再次服役。在现役驱逐舰上装备防空导弹的仅有“基阿特”号。此后，美海军开始建造新型防空型驱逐舰，首舰“查尔斯·亚当斯” 号（DDG-2）装备“鞑靼人”导弹，并于1960年9月服役，以后又建造了23艘。之后，美海军逐步建造配有防空导弹的水面作战舰。
3T导弹之后，美海军开始发展“标准”导弹，1964年开始研发中程（MR）和远程（ER）“标准”导弹。由“鞑靼人”导弹的最新型RIM-24C派生的“标准”-1（SM-1 Block Ⅳ，RIM-66A）中程防空导弹于1968年开始服役，射程32千米;用于取代“小猎犬”导弹的“标准”-1增程型（SM-1 ER，RIM-67A）于1970年开始服役，射程73千米。之后，美海军又开发了性能更先进的“标准”-2（SM-2 ）导弹。
20世纪50年代中期以后的美海军现有战舰和新造战舰均装备了防空导弹。但是，这些导弹系统的弱点也逐步暴露出来了——制导雷达和目标照射雷达的数量制约了导弹的发射数量，难以抵抗苏联战机加导弹的饱和攻击。为解决这个问题，美国开始研发新的先进水面导弹系统（ASMS）。经过多次探索，最终研发出同时具有多目标搜索和跟踪功能的新型相控阵雷达，以及在电子战环境下能应对饱和攻击的新一代“标准”导弹。
1969年12月，ASMS项目变更为“宙斯盾”武器系统项目并继续研发。1973年，在陆上试验的SPY-1D多功能雷达实现追踪目标能力，此后各部件的研发都进展顺利，于1973—1974年装备在试验舰“诺顿湾”号（AVM-1）上。美海军针对高速、低空和多个目标等诸多条件继续导弹发射试验，同时开启能够搭载“宙斯盾”系统的新舰船建造计划。
装备量产型“宙斯盾”系统的首舰“提康德罗加”号巡洋舰（CG-47）于1983年11月服役。此后，在“提康德罗加”级巡洋舰和“阿利·伯克”级驱逐舰装备的“宙斯盾”系统，在细微处逐步更新升级，但基本框架没有变化。现在，“标准”-2系列的最新型“标准”-2 Block Ⅳ导弹射程已经达到370千米。此外，美海军还研发了可攻击视距外目标的主动、半主动制导方式的“标准”-6导弹。
以3T导弹为基础发展的防空导弹射程逐步延伸，而近程防空导弹一直处于空白，直至20世纪60年代“海麻雀”空空导弹转为舰载型防空导弹。RIM-7E“海麻雀”导弹被称为短程点防御导弹系统（BPDMS）单舰防御系统的原型，装备在1967年改装的“企业”号（CVN-65）核动力航母上。之后，其他航母、驱逐舰的标准装备是半主动雷达制导的RIM-7E导弹，其最大射程为12千米。随后，按照北约的使用要求，美海军研发了NSSMS（“北约海麻雀”水面舰艇导弹系统），经过RIM-7H的改良型，又研制了发展型“海麻雀”RIM-162。21世纪初，美海军开始装备的发展型“海麻雀”可以应对以往“海麻雀”系统无法应对的低空、高旋转目标，其最大射程为30千米。
核动力潜艇和弹道导弹的出场
美海军首艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号 （SSN-571）于1954年竣工，1955年服役。该潜艇依靠核动力航行，可在水下长时间高速航行，具有以往潜艇无法达到的能力。之后，核动力潜艇成为美海军潜艇的主力，但20世纪初潜艇实用化以来就装备的武器——鱼雷一直没有变化。20世纪70年代开始，Mk37之后出现的533毫米重型鱼雷Mk48在推动力、制导方面进行了改良。现在，Mk48 Mod6鱼雷已经发展为最新型的Mod7。
美海军对水面舰船除发射鱼雷进行攻击外，还设想在隐蔽性高的潜艇上搭载导弹。在核动力潜艇应用以前，美海军于1953年建造了“天狮星”Ⅰ巡航导弹（射程926千米）搭载舰，紧接着建造了搭载“天狮星”Ⅱ巡航导弹（射程超过2200千米）的核动力潜艇。但是，发射时搭载舰必须上浮，作战使用上很受限制。随着同期研发的“北极星”潜射弹道导弹实现水下发射能力，美军中止了“天狮星”巡航导弹的开发计划。
“乔治·华盛顿”级弹道导弹核潜艇（SSBN）新搭载了16枚“北极星”A1潜射型弹道导弹（射程1850千米）。1959年12月服役的首艘“乔治·华盛顿”号核动力弹道导弹潜艇，于1960年7月在水下成功发射了“北极星”A1潜射型弹道导弹。虽说有低速航行、浅水区发射等制约条件，但发射潜射型弹道导弹可谓是划时代的事件。
之后，潜艇发射弹道导弹的型号为“北极星”A2（2780千米）/ A3（4630千米）和“海神”式导弹C3（4630千米）。其射程进一步延伸、命中精度提升，装有多个核弹头，性能大幅提升的潜射导弹装备在后来的弹道导弹核潜艇上。
随后，射程7400千米的“三叉戟”Ⅰ导弹（C4）列装，搭载在1981年服役的首艘“俄亥俄”级核潜艇上。最后1艘艇即第18艘艇于1997年服役，其中第1～8艘装备24枚“三叉戟”Ⅰ型导弹（C4），第9～18艘装备24枚“三叉戟”Ⅱ型导弹（D5），射程延伸至11000千米，命中精度也大幅提升。
反舰导弹和巡航导弹
1967年10月21日第3次中东战争中，阿拉伯联合（现在的埃及）海军的“蚊子”级高速导弹艇发射苏制“冥河”级反舰导弹，击沉了以色列海军“埃拉特”号驱逐舰，震惊了全世界。
第二次世界大战以后，各国海军的重点都放在防空方面，大力开发、装备防空导弹，似乎忘记了对舰攻击。但是，通过“埃拉特”号事件，人们认识到反舰导弹相当于过去大口径炮的威力，世界从此进入了反舰导弹时代。
美海军20世纪60年代开始研发可搭载在战机上、能攻击水面目标的“鱼叉”导弹。以“埃拉特”号事件为契机，“鱼叉”导弹的搭载范围扩大至水面舰和潜艇上。最终，水面舰艇、机载和潜艇用“鱼叉”导弹分别于1977年、1979年和1981年开始列装。
水面舰艇的“鱼叉”导弹从倾斜型固定发射筒发射，潜艇从舱室的鱼雷发射管发射到达水面后，以亚音速飞行，使用无线电高度计进行惯性制导，末端由主动雷达引导其接近目标。
“鱼叉”导弹服役以来，经过几次技术提升后（Block1A～1D），1A和1B型最大射程为92千米，1C为124千米，1D延伸至240千米。21世纪初研制的最新Block2具有目标识别功能，使用GPS定位系统提升对舰攻击能力，还能实现对地攻击。
1972年，美海军开始研发“战斧”巡航导弹，最初还包括空中发射型巡航导弹，但最终只装备了水面舰艇和潜艇发射型。“战斧”型亚音速巡航导弹，对地攻击型除用惯性制导外，还采用地形匹配和数字景象匹配区域关联，对舰攻击型采用惯性制导，末段采用主动雷达制导。
水面舰艇发射型“战斧”巡航导弹最初采用箱型发射架，现在使用垂直发射筒，潜艇使用鱼雷发射管或者垂直发射筒发射。1991年海湾战争中，该型导弹首次投入实战。在之后的战斗中，美海军从水面舰和潜艇发射1500枚以上，每一枚拥有450千克弹头的对地攻击能力。
“战斧”巡航导弹始于初期的BlockⅠ。BlockⅡ添加了GPS制导系统，发展成为BlockⅢ，最新型BlockⅣ是从2004年开始服役的，其具备双向卫星信号传输功能，发射后可更改攻击目标、进行再设定，可进行战场监视，最大射程超过1600千米。
“战斧”巡航导弹装备在除护卫舰以外的主要水面作战舰（巡洋舰、导弹驱逐舰）以及潜艇（SSN）上。之后，还出现了专门装备“战斧”巡航导弹的核动力潜艇（SSGN）。“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇（SSBN）的第1～4艘撤去弹道导弹，改造为装备154枚“战斧”的巡航导弹核潜艇。
此外，对舰攻击型“战斧”巡航导弹自20世纪90年代前半期就退役了，全部转为对地攻击型。
应对近程防空威胁
反舰导弹的出现对于水面舰船而言成为新的防空威胁。“埃拉特”号事件发生的第2年即1968年，美海军为弥补“海麻雀”单舰近程防空导弹的不足，开始讨论一种应急防御反舰导弹，其可防御较“海麻雀”防空导弹更近的射程，并与“海麻雀”构成双重防御网。此后，美海军开始研发近程防御武器系统（CIWS），该系统由可自动探测跟踪目标的射击指挥装置和高速发射的6管20毫米机炮组合而成，命名为“密集阵”近程防御系统。1979年8月，“密集阵”系统最初的量产型完成。1980年4月，3座该系统装备在常规动力航母“美国”号（CV-66）上，并开始正式服役。“密集阵”近程防御系统经过改良性能不断提升，现在装备在以航母为首的几乎所有美海军水面舰艇上。
此外，美海军还开发了可从21联装发射架上发射的“拉姆”（RAM）红外制导近程防空导弹，和装填在11联装发射架上、可与20毫米“密集阵”机炮互换的“海拉姆”近程防御系统。
反潜兵器的充实
第二次世界大战以后，潜艇开始使用核动力推进。但近年来使用常规动力推进的潜艇性能也不断提升，对水面舰造成的威胁不断增大。因此，水面舰开始采取固定船型提高拖曳声呐的性能，进而提高潜艇的探测能力。美海军在第二次世界大战中采用的攻潜武器——深水炸弹和反潜火箭弹后来都不再适用，其水面舰艇开始搭载反潜鱼雷。
20世纪60年代，美海军开始装备主/被动制导的324毫米Mk46轻型鱼雷，既可从水面作战舰的鱼雷发射管发射，也可将其用作捕手水雷，其雷体是个密闭容器。此外，轻型鱼雷添加火箭助推器可向空中发射，飞行规定距离后入水。由此产生的“阿斯洛克”系统可助推鱼雷，其本身也是一种反潜武器。20世纪60年代，“阿斯洛克”采用旋转俯仰型发射，20世纪90年代以后改为垂直发射。进入21世纪，反潜轻型鱼雷由Mk46更新至Mk54。
弹道导弹防御
随着1989年东西方阵营冷战结束，1991年苏联解体，美海军的军事战略开始大幅转型，其一就是基于冷战战略建造的“宙斯盾”驱逐舰运用方向的转换。美海军想定的事态不再是在远洋上对抗包含飞机在内的苏联大舰队，而是对付第三世界国家扩散的弹道导弹。
随着“宙斯盾”舰装备系统的不断升级，可实现在海上防御来袭的弹道导弹。为实现广域防御，拦截各种弹道导弹，美军开始构筑战区弹道导弹防御系统（TBMD）。由于防御对象是广域范围来袭的弹道导弹，需要应对所有方向的导弹，特别是大气层外高处来袭的导弹，美海军为此研发了“标准”-3导弹。美海军通过多功能相控阵雷达SPY-1延伸探测追踪距离，还对其进行改装以提高目标识别能力。
战区弹道导弹防御系统经过陆上模拟、发射试验后，开始进行海上试验。升级试验是数艘“提康德罗加”级巡洋舰自1999年承担的几次准备试验。2002年1月发射的“标准”-3型导弹，成功拦截在大气层外的模拟弹道导弹。之后，该导弹逐步适用于“宙斯盾”巡洋舰和驱逐舰，几乎每年实施的拦截试验保持很高的成功率。使用的“标准”-3型导弹由Block0到BlockⅠ、ⅠA、ⅠB型，性能越来越先进。此外，日本还参与开发了实战型的ⅡA、ⅡB型。
其他最新进展
第二次世界大战后，水面作战舰装备的舰炮是127～76毫米的中口径炮。Mk42型127毫米炮之后出现了Mk45。由于远程精确攻击陆上目标这一要求，其炮身长由以往的54倍口径延长为62倍口径，由此诞生了Mk45 Mod4，射程由24千米延长至37千米，21世纪初开始装备在“宙斯盾”驱逐舰上。此后，美海军还试图研发127毫米增程制导炮弹（ERGM），将Mk45 Mod4型炮的射程延长至93千米。但由于发射试验接连失败和费用增加，2008年美海军中止了该计划。不过，相关企业仍在研发多军种制式的制导弹药（MSSGP）。
此外，为追求更远射程，美海军研发了62倍口径的155毫米先进舰炮系统（AGS），并装备在“朱姆沃尔特”级驱逐舰上。该舰在前甲板上搭载2座先进舰炮系统，除可发射射程为41千米的常规弹炮外，还计划发射可达185千米的远程对地攻击炮弹。此外，美海军还开始研发电磁轨道炮，力图使其射程达到370千米，该型炮不断试验后取得了丰硕的成果。美海军同时在研发的还有激光炮，其利用光束将能量聚集在目标上，从而破坏、摧毁目标。美海军已经于2014年将实验型激光炮装备在海上浮动基地舰（USS Ponce， AFSB-I-5），并将其部署至波斯湾。
（编辑/笔啸）