發展沿革
早期歷史
潛艇最早可追溯到15－16世紀的列昂納多·達文西。據說他曾構思“可以水下航行的船”，但這種能力向來被視為“邪惡的”，所以他沒有畫出設計圖。直至一戰前夕，潛艇仍被當成“非紳士風度”的武器，其被俘艇員可能被以海盜論處。
16世紀，真實意義的潛艇出現。1578年，英國數學家威廉·伯恩（William Bourne）著書《發明與設計》描述潛艇。1620年，首艘有文字記載的“可以潛水的船隻”（submerible vehicles）由荷蘭裔英國人克尼利厄斯·雅布斯縱·戴博爾（Cornelius Jacobszoon Drebbel）建成，主要即依據前者的設計，推進力由人力操作的櫓產生。但有人認為那只是“縛在水面船隻下方的一個鈴鐺狀東西”，根本不能算潛艇。1620年至1624年，它有兩種改良型在泰晤士河上進行實驗。2002年，BBC電視節目 “Building the Impossible”播出[3]，馬可ㄠ德華茲公司（Mark Edwards）根據當年設計圖建成一艘搭載兩人的戴博爾型潛艇，並成功潛航於伊頓的 Dorney 湖。
“可潛水船隻”能夠探索水下世界，但其軍事價值很快就被發掘了。1648年，切斯特主教約翰·維爾金斯（John Wilkins）著書《數學魔法》（Mathematical Magic）指出潛艇在軍事戰略上的優勢：
1 、私密性：前往世界任何海岸附近，並且不被發現或被制。
2 、安全性：海盜和劫匪無法搶劫水下船隻；無常潮汐和強烈風雨無法影響海面下25-30英尺（5-6 paces）；冰和霜凍也無法危及潛艇乘員，即便在南北極海域。
3 、有效抵抗敵人海軍，破壞和擊沉水面船隻。
4 、支援被水環繞或接近水的地方，無聲無息運送補給品。
5 、本身作為有益的水下試驗場所。
史上第一艘用於軍事的潛艇出現於美國獨立戰爭。美國耶魯大學的大衛·布希奈爾（David Bushnell）建成海龜號（Turtle），通過腳踏閥門向水艙注水，可使艇潛至水下6米，能在水下停留約30分鐘。艇上裝有兩個手搖曲柄螺旋槳，使艇獲得3節左右的速度和操縱艇的升降。艇內有手操壓力水泵，排出水艙內的水，使艇上浮。艇外攜一個能用定時引信引爆的炸藥包，可在艇內操縱系放於敵艦底部。內部僅容納一人操作方向舵和螺旋槳。1776年，海龜號企圖攻擊英國皇家海軍老鷹號（HMS Eagle），雖未獲成功，但開創了潛艇首次襲擊軍艦的嘗試。
史上第一艘成功炸沉敵艦的潛艇在美國南北戰爭。何瑞斯·勞升·漢利（Horace Lawson Hunley）建成漢利號潛艇，乘員八人，手搖柄驅動。其前端外伸一個炸藥包，碰觸敵艦即爆炸。1864年2月17日晚上9時許，它成功炸沉北方聯邦的豪薩托尼克號（USS Housatonic）護衛艦，但自己卻也因爆炸產生的漩渦而沉沒。
潛艇發展至此，一直是由人力推進的，因此限制了潛艇的發展。而此時，蒸汽機已經發明並被套用到了鐵路運輸和水面艦船上。蒸汽機在潛艇上的套用，推動了潛艇動力裝置的發展，再加上潛艇設計者的不斷努力，終於出現了以機械為動力的現代潛艇。
19世紀80年代，潛艇日益進展，各國逐漸認識其重要性。美國、英國、法國、瑞典、義大利、德國和俄國等都熱衷於研發。1878年，英裔美國人約翰·飛利浦·霍蘭投入此項工作。1900年4月，美國政府購買其研製的潛艇霍蘭九號，並編入美國海軍。從此，潛艇正式成為一種海軍艦艇。1898年，法國人馬克西姆·勞伯夫首創以雙殼體結構建成了“一角鯨號”，儲存壓艙水在兩層船殼之間，優點是浮力大增。這後來成為蘇俄潛艇的一種類型。
18世紀末到19世紀末是潛艇研製的重要時期。1801年，美國人R.富爾頓建造的“鸚鵡螺”號潛艇，艇體為鐵架銅殼，艇長7米，攜帶兩枚水雷，由4人操縱。水上採用摺疊桅桿，以風帆為動力。水下採用手搖螺旋槳推進器推進。19世紀 60年代，美國南北戰爭中，南軍建造的“亨利”號潛艇長約12米，呈雪茄形，用8人搖動螺旋槳前進，航速4節，使用水雷攻擊敵方艦船。1864年2月17 日夜，“亨利”號用水雷炸沉北軍戰艦“豪薩托尼克”號，首創潛艇擊沉軍艦的戰例。1880年9月，中國在天津建成第一艘潛艇，艇體形如橄欖，水下行駛，十分靈捷，可於水下暗送水雷，置於敵船之下。
早期的潛艇都是使用人力推進的，航速很慢。1863年，法國建造了“潛水員”號潛艇，使用功率58.8千瓦（80馬力）的壓縮空氣發動機作動力，速度為2.4節，能在水下潛航3小時，下潛深度為12米。1886年，英國建造了“鸚鵡螺”號潛艇，使用蓄電池動力推進，航速6節，續航力約80海里。1897年，美國建造了“霍蘭”Ⅵ號潛艇，水面使用33千瓦（45馬力）的汽油機動力裝置，航速7節，續航力達到1000海里；水下使用電動機為動力，航速5節，續航力50海里，這是潛艇雙推進系統的開端。
早期潛艇使用的武器，主要是艇體上掛帶的定時引爆炸藥包或水雷。1866年，英國人R.懷特黑德製成第一枚魚雷。1881年，T.諾德費爾特和G.加里特建造的“諾德費爾特” 號潛艇，首次裝備魚雷發射管；同年，美國建造的“霍蘭”Ⅱ號潛艇安裝有能在水下發射魚雷的魚雷發射管，這是潛艇發展史上的一項重要發展。
早在19世紀50年代，法國海軍的一名工程師就提出了改裝機械動力潛艇的建議，許多人也進行了這方面的嘗試。
1863年，法國建成了一艘“潛水員”號潛艇。艇體模仿海豚的外形設計，長42.67米，排水量420噸。使用一部功率為59千瓦（80馬力）的蒸汽機作動力，速度為2.4節，能在水下潛航3小時，下潛深度為12米。由於“潛水員”號採用了蒸汽機作動力，尺寸超過了當時所有的潛艇，成為了20世紀之前最大的一艘潛艇。雖然“潛水員”號潛艇的動力裝置有了質的飛躍，但它卻受當時設計水平的限制，當增加壓載使其浮力等於零時，潛艇下潛就失去了控制，水下航行的穩定性很差。另外，潛艇在水下航行時需要大量的空氣，而這在當時幾乎是無法解決的問題。於是，“潛水員”號最終以失敗而告終。
蒸汽機作為潛艇的動力失敗後，潛艇設計師們不得不另闢蹊徑，為潛艇尋找更好的動力裝置。1886年，英國建造了一艘使用蓄電池動力推進的潛艇（也被命名為“鸚鵡螺”號）成功地進行了水下航行，航速為6節，續航力約80海里。從此，電動推進裝置為潛艇的水下航行展現了廣闊前景。
但對現代潛艇的發展作出過最大貢獻的，當屬美國潛艇設計師――約翰·霍蘭。
約翰·霍蘭1841年出生在愛爾蘭利斯凱納鎮，父親是英國海岸警衛隊的一名雇員。父親的職業使霍蘭從小就對海洋及戰艦充滿了好奇。中學尚未畢業時，父親不幸病故，年輕的霍蘭被迫結束學業，到一所學校擔任理科教員，以挑起家庭生活的重擔。在此期間，霍蘭一邊工作，一邊設計潛艇。1873年，霍蘭辭去了教師工作，帶著他的潛艇設計圖紙到了美國。在美國，他一邊在一個都教會學校教書，一邊完善著他的潛艇設計圖。
1875年，霍蘭將建造新型潛艇的計畫送交美國海軍部。但是，美國海軍對支付5萬美金建造的一艘名為“智慧之鯨”的小型手操潛艇的沉沒仍然記憶猶新，因此斷然拒絕霍蘭的計畫。遭到拒絕的霍蘭卻沒有因此而卻步，他很快就得到了流亡美國的由愛爾蘭一些革命者組成的“芬尼亞社”的大力資助。在“芬尼亞社”的支持下，經過3年時間的努力，霍蘭終於在1878年將自己的第一艘潛艇送下了水。
該潛艇被命名為“霍蘭－Ⅰ”號，是一艘單人駕駛潛艇。艇長5米，裝有1台汽油內燃機，能以每小時3.5海里的速度航行。但由於潛艇水下航行時內燃機所需空氣的問題沒有解決，故潛艇一潛入水下發動機就停止了工作。雖然這是一艘不成功的潛艇，但霍蘭卻在它的身上積累了經驗，為下一步建造新的潛艇打下了基礎。
霍蘭研製的潛艇這時，“芬尼亞社”對霍蘭的潛艇研製提出了要求：所建造的潛艇，大到足以能有效地進行作戰，小到使其能夠塞進特製的商船船艙。這種商船要求可以裝成民船的模樣橫渡大西洋。當遇到敵艦後，特殊商船將潛艇放出以攻擊敵人。按照這一特殊要求，1881年，霍蘭建造成功他的第二艘潛艇，命名為“霍蘭－Ⅱ”號（也稱“芬尼亞公羊”號）。該艇長約10米，排水量19噸，裝有一台11千瓦的內燃機。為解決縱向穩定性問題，霍蘭為潛艇安裝了升降舵。同時，他還在艇上安裝了一門加農炮，使得“芬尼亞公羊”號潛艇既能在水下發射魚雷，又能在水面進行炮戰。“芬尼亞公羊”號的建成給公眾以極大的鼓舞，在潛艇發展史上也被認為是一個重要的里程碑。
19世紀80年代末期，潛艇的發展引起了更多國家的興趣。1893年，長約45.7米、排水量為266噸的“古斯塔夫·齊德”號潛艇在法國下水了。它以電動機帶動螺旋槳推動。在當時各國所出現的潛艇中，它是最先進的一艘。
“古斯塔夫·齊德”號潛艇的成功促使霍蘭更加努力了。但就在霍蘭全力以赴投入他的第三艘潛艇製造之中時，“芬尼亞社”的一些成員對霍蘭無終止的試驗喪失信心，並在一天黑夜將“芬尼亞公羊”號以及建造中的第三艘潛艇偷偷地運走了。從此，霍蘭與“芬尼亞社”分道揚鑣。
失去了“芬尼亞社”的資助，霍蘭只得暫時停下潛艇的研究而到一家汽槍公司擔任了描圖員的工作。但是不屈的科學家永遠不會為困難所嚇倒。在朋友們的大力支持下，他興辦了“肛魚潛艇公司”。這時他與炮兵上尉扎林斯基合作，又建造了他的第四艘潛艇“扎林斯基”號。1886年，當“扎林斯基”號建成下水時，因滑道倒塌而全艇被毀。“扎林斯基”的失敗，反而使霍蘭有了暫時的喘息餘地。
幾乎就在霍蘭失敗的同時，西班牙卻有一個名叫艾薩克伯爾的海軍上尉於1889年設計了一艘由時機推進的潛艇。不幸的是，因為艾薩克伯爾與上司不和，其上司竟然不顧國家利益而否定了他的計畫。
美國政府得知這一訊息後，為了在與西班牙的競爭中取勝，由海軍部於1893年舉辦了一次潛艇設計大賽。霍蘭大這次大賽中技壓群雄，榮登榜首。大賽的勝利使霍蘭於1895年接到了製造一艘潛艇的定貨單，並從美國海軍部得到了15萬美元的經費。於是霍蘭又開始了他的第五艘潛艇的設計。
為了建造一艘像樣的潛艇，霍蘭從一開始就注意解決那些潛艇史上阻礙潛艇發展的問題。為此，他反覆研究並數易方案，終於建成了他的第五艘潛艇――“潛水者”號。該艇長26米，擁有水面航行的推進裝置——蒸汽機動力裝置和水下潛航的推進裝置——電動機。 “潛水者”號由此成為了潛艇雙推進系統的鼻祖。但是，美國海軍部出於戰爭的需要，在“潛水者”號建造期間，就要求霍蘭能夠使“潛水者”號用於水面作戰。但霍蘭卻認為，按照這種要求是不會製造出滿意的潛艇的。於是，霍蘭放棄了“潛水者”號的建造工作，歸還了海軍部的經費，開始用自己的錢來設計建造一艘新潛艇。
1897年5月17日，時年56歲的霍蘭終於成功地製造出了“霍蘭－Ⅵ”號潛艇。該艇長15米，裝有33.1千瓦（45馬力）汽油發動機和以蓄電池為能源的電動機，是一艘採用雙推進的最新潛艇。在水面航行時，以汽油發動機為動力，航速可達每小時7海里，續航力為1000海里。在水下潛航時，則以電動機為動力，航速可達每小時5海里，續航力50海里。該艇共有5名艇員，武器為一具艇首魚雷發射管（有3枚魚雷）和2門火炮（向前、向後各1門），火炮瞄準靠操縱潛艇艇體對準目標。該艇能在水下發射魚雷，水上航行平衡，下潛迅速，機動靈活。這是霍蘭一生中設計和建造出的最後一艘潛艇。為了紀念這位偉大的先驅者，人們將其稱為“霍蘭”號。雙推進系統在該艇上的運用，使這艘潛艇取得了潛艇發展史上前所未有的成功，從而奠定了霍蘭作為“現代潛艇之父”的地位。
但是霍蘭的成就並沒有給他本人帶來任何好處。由於美國海軍部一些官員的偏見和挑剔，這艘潛艇不僅未被海軍部採用，反而使這位大發明家受到了惡毒的嘲諷。無情的打擊使時年63歲的霍蘭憤然辭職。從此，一代潛艇巨匠被迫停止了其心愛的事業，並最終因肺炎病逝，終年73歲。
儘管“霍蘭”號潛艇取得了輝煌的成就，但在19世紀末20世紀初，法國在潛艇這一領域也同處領先地位。1899年，由法國科學家勞貝夫於設計的“納維爾”號潛艇在法國下水。
“納維爾”號與其他潛艇不同處在於，該艇在其內殼之外又包上了一層外殼。這使得“納維爾”號既有一個酷似魚雷艇似的外殼，又有一個按照潛艇要求設計的內殼，艇員及所有裝備都裝在耐壓的內殼之中。內外殼之間的空間被充作壓載水櫃，並以此控制潛艇下潛和上浮。當該艇排除壓載水櫃中的水之後，即可像魚雷艇一樣具有良好的適航性，使得其水面航行的速度達每小時11海里，續航力為500海里；當壓載水櫃中注滿水之後，“納維爾”又將與早先潛艇一樣，它的水下短距離航速可達每小時8海里，即使在水下航行數小時，其水下航速也可達每小時5海里。
不過，也有一種意見認為，雙層殼體結構並非起源於“納維爾”潛艇，而是由美國青年西蒙·萊克首創。19世紀90年代，西蒙·萊克由於受了法國著名科普作家儒勒·凡爾納的科幻小說《海底兩萬里》的影響，單槍匹馬地投入到潛艇的研究之中。
萊克從親戚那裡借來一筆錢，經過努力，於1893年建成了他的第一艘潛艇——“小亞古爾爸爸”號。“小亞古爾爸爸”號也許是潛艇史上自“海龜”艇以來最不像樣的潛艇。它看上去像一個特大的木柜子，長4.2米，高1.5米。艇體以松木板內襯帆布墊建造而成。艇體上方有個小艙蓋，艇底安有三個木頭輪子（前面一個，後面兩個）。輪於是由手搖曲柄帶動行走的，“小亞古爾爸爸”艇與其他潛艇相比獨具匠心。它沒有用於注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等，而是採用裝載足夠重的壓載物使之沉到海底，接著在海底用輪子滾動推進，如果要上升到海面，只要把壓載物拋掉，艇體即可上浮。
不過，萊克最初建造潛艇並非為了軍事目的，而完全是被迷人的海底生物所吸引。他從建造“小亞古爾爸爸”一開始，就想到能從潛艇中走出來，以便採集海底生物。所以他在潛艇中安裝了空氣壓縮設備，並設定了一個空氣閘艙。萊克使壓縮空氣設備所產生的空氣壓力與艇外海水壓力相等，這樣打開空氣閘艙的艙門，人們便可以穿著潛水服從艇中走出來，而海水卻不會湧進閘艙。人們將這種使海水不能湧進艇內而人能從艇的艙口自由進出的閘艙門叫做氣門或水門。在氣門的幫助下，萊克和他的夥伴，在迷人的紐約灣海底，採集了大量的海洋生物，度過了許多愉快的時光。
亞古爾號潛艇之後，萊克開始對“小亞古爾爸爸”號不斷地進行改裝，並於1897年完工。改裝後的潛艇命名為“亞古爾”號。該艇無論在水上或水下航行，都由一台22千瓦（30馬力）的汽油發動機來推動前進。由於汽油發動機工作時需要空氣，所以萊克在艇上裝有可伸出水面的吸氣管和排煙管，同時取消了固體壓載物，而用壓載水箱來帶動潛艇的沉浮。為了改善潛艇的適航性，萊克又在吸氣管和排煙管外包上一層外殼，使“亞古爾”號外形類似於現代潛艇上層建築（即潛艇的指揮台）的第二層艇殼。經過改裝後的“亞古爾”號潛艇的上浮與下潛都是較為穩定的，並能在一個適當的深度上將內燃機水下工作時所用的通氣管伸出水面，從而延長了潛艇水下滯留時間。
1898年，“亞古爾”號潛艇僅靠自身的動力，從諾福克航行到了紐約，成了第一艘在公海遠航的潛艇。萊克的第二艘潛艇“保護者”號也於1901年下水。他很想將潛艇奉獻給自己祖國，用於對敵作戰。萊克潛艇的最大特點就是艇員可以在水下自由出入潛艇，因此完全可派人進行水下作戰、掃雷和布雷。但美國海軍部卻拒絕了萊克的好意。萊克只好到國外去尋求他自己的位置，從而埋沒了一代潛艇發明家的才華。
19世紀的最後10年中，潛艇已成為至少是具有潛在威懾力量的武器了。但是由於當時的英國、美國等海軍大國對潛艇仍持懷疑態度，總認為潛艇只不過是弱小國家用於偷襲的武器，為此阻礙了潛艇的發展。但是，當1898年法國的“古斯塔夫·齊德”號潛艇用魚雷擊沉了英國戰列艦“馬琴他”之後，英國人終於醒悟了，強烈要求英國政府趕快行動，以抗衡法國人正以驚人速度建造潛艇的海上新威脅。同樣德國和俄國也在無意之中領悟到潛艇可能將成為一種實用性武器而投入到建造潛艇的熱浪中。在第一次世界大戰前幾年的時間裡，潛艇終於愈造愈大，愈造愈好，並且以前所未有的速度增加著。但是由於潛艇發展到此時，仍然開不快、行不遠，魚雷帶得又很少，更因為不能在水下長期潛航，所以，它所擔負的只能是保護本國海岸、在基地附近的巡邏的任務。
20世紀初，潛艇裝備逐步完善，性能逐漸提高，出現具備一定實戰能力的潛艇。這些潛艇採用雙層殼體，具有良好的適航性，排水量為數百噸，使用柴油機－電動機雙推進系統，水面航速約10～15節，水下航速6～8節，續航力有明顯提高；武器主要有火炮、水雷和魚雷。第一次世界大戰前，各主要海軍國家共擁有潛艇260餘艘，成為海軍重要作戰兵力之一。
第一次世界大戰一開始，潛艇就被用於戰鬥。1914年9月22日，德國U－9號潛艇在一個多小時內，接連擊沉3艘英國巡洋艦，充分顯示了潛艇的作戰威力。在戰爭期間，各國潛艇共擊沉192艘戰鬥艦艇。使用潛艇攻擊海洋交通線上的運輸商船，取得了更為顯著的戰果，各國潛艇共擊沉商船約5000餘艘，達1400萬噸。其中被德國潛艇擊沉的商船約1300餘萬噸。同時，反潛戰開始受到重視，戰爭期間潛艇被擊沉265艘，其中德國就損失200餘艘。
第一次世界大戰後，各主要海軍國家更加重視建造和發展潛艇。潛艇的數量不斷增加，種類增多，到第二次世界大戰前夕，共有潛艇600餘艘。第二次世界大戰期間，潛艇戰術技術性能有很大改進。排水量增加到2000餘噸，下潛深度100～200米，水下最大航速7～10 節，水面航速16～20節，續航力達1萬餘海里，自給力1～2個月，裝有6～10個魚雷發射管，可攜帶20餘枚魚雷，並安裝1～2門火炮。戰爭後期，潛艇裝備雷達、雷達偵察儀和自導魚雷，德國潛艇還安裝用於柴油機水下工作的通氣管。潛艇戰鬥活動幾乎遍及各大洋，擔負攻擊運輸艦船、水面戰鬥艦艇和偵察、運輸、反潛 、布雷和運送偵察、爆破人員登入等任務。共擊沉運輸船5000多艘（2000多萬噸），大、中型水面艦艇300餘艘。戰爭中反潛兵力和兵器也得到很大加強和發展，被擊沉的潛艇達到1100多艘。
第二次世界大戰後，世界各國海軍十分重視新型潛艇的研製。核動力和戰略飛彈的運用，使潛艇發展進入一個新階段。1955年，美國建成的世界上第一艘核動力潛艇“鸚鵡螺” 號正式服役，水下航速增大1倍多，而且能長時間在水下航行，1958年，首次成功地在冰層下穿越北極。1959年前後，蘇聯建成核動力潛艇。1960年，美國又建成了“北極星”戰略飛彈潛艇“喬治·華盛頓” 號，並在水下成功地發射 “北極星”彈道飛彈，射程達2000餘千米。彈道飛彈核潛艇的出現，使潛艇的作用發生了根本性變化，它已成為活動於水下的戰略核打擊力量。此後，英國、法國和中國也相繼建成核動力戰略飛彈潛艇和核動力攻擊潛艇。20世紀80年代，核動力潛艇排水量已增大到2.6萬餘噸，裝備有彈道飛彈、巡航飛彈、魚雷等武器，水下航速20～42節，下潛深度300～900米，續航力、隱蔽性、機動性和突擊威力大為提高。1982年，英國和阿根廷在馬爾維納斯（福克蘭）群島海戰中，英國海軍核動力攻擊潛艇“征服者”號，於5月2日用魚雷擊沉阿根廷海軍巡洋艦“貝爾格拉諾將軍”號，是核動力潛艇擊沉水面戰鬥艦艇的首次戰例。至 80年代末，世界上近40個國家和地區，共擁有各種類型潛艇900餘艘。
潛艇戰績
德軍
（1）總戰績最高：U—48號，共12次戰鬥巡航，前8次艇長是赫伯特·舒爾策少校，後2次艇長是漢斯·勒辛海軍中校，最後2次艇長是海因里希·布萊羅德海軍少校，總戰績是擊沉1艘護衛艦和54艘運輸船，總噸位32.2萬噸。
（2）單艘潛艇單次戰鬥巡航最高戰績：U—107號潛艇在1941年4月至6月在弗里敦海域擊沉14艘運輸船，約8.67萬噸。
| 時間 | 擊沉運輸船數量 | 擊沉運輸船噸位 | 損失潛艇數量 |
| 1939年9月至12月 | 114艘 | 42.3萬噸 | 6艘 |
| 1940年 | 471艘 | 218.6萬噸 | 31艘 |
| 1941年 | 432艘 | 217.5萬噸 | 24艘 |
| 1942年 | 1160艘 | 696.6萬噸 | 87艘 |
| 1943年 | 466艘 | 220.3萬噸 | 245艘 |
| 1944年 | 131艘 | 51.1萬噸 | 264艘 |
| 1945年1月至5月 | 54艘 | 22.3萬噸 | 62艘 |
| 總計 | 2828艘 | 1468.7萬噸 | 719艘 |
同盟國
（1）唐納德·麥金泰爾英國海軍上校，1941年3月擔任OB—293護航運輸船隊司令時，指揮護航軍艦擊沉德軍U—99號和U—100號2艘王牌潛艇；後來指揮“赫斯佩魯斯”號驅逐艦共擊沉5艘德軍潛艇。
（2）布洛克英國空軍少校，B—24“解放者”反潛飛機的機長，取得擊沉4艘潛艇擊傷多艘的戰績。
（3）美軍“卡德”號護航航母，舷號ACV—11，屬於博格級，該艦的艦載機共擊沉4艘潛艇，其中2艘補給潛艇。
各國潛艇
美國
“鰩魚”級
“鰩魚”級為第一代，首艇1955年開工，1959年服役，共建造4艘，是美國海軍首次批量生產的核潛艇。該級艇長81.5米，寬7.6米，水下排水量2861噸，採用S3W/S4W核反應堆和2座蒸汽渦輪機，雙軸，功率6600馬力，水下最大航速19節，最大潛深200米，人員編制83至97人，艏6艉2共8具魚雷發射管。
“鰹魚”級
“鰹魚”級屬於第二代，在1956至1961年間共建造了5艘。該級艇是世界上首級採用水滴形殼體的核潛艇，大大提高了水下航速。該級艇長76.7米，寬9.6米，水下排水量3513噸，最大潛深200米，採用1座S5W核反應堆和2台蒸汽輪機，單軸，最大功率1.5萬馬力，水下最高航速30節，該級艇為以後的高航速核潛艇提供了實踐經驗。此外，該級艇第一次加裝了圍殼舵，並採用單、雙殼體結合的結構。武器為6具魚雷發射管，發射MK48魚雷。
“長尾鯊”級
“長尾鯊”級屬於第三代，1959年至1967年間共建造12艘，該級艇長84.9米，寬9.6米，水下排水量4300噸，動力裝置與“鰹魚”級相同，單軸，水下最高航速30節，人員編制127人。該級艇首次採用了HY－80高強度鋼，使其最大潛深增至300米。在推進系統方面，它首次採用了主、輔和應急三套裝置。其魚雷發射管減至4具，並由艏部移到中部，以使艏部擁有更多的空間容納水聲設備。
“鱘魚”級
“鱘魚”級是第四代，於1963年至1975年共建造37艘。該級艇長92.1米，寬9.7米，水下排水量4960噸，動力裝置與“長尾鯊”級相同，水下最大航速30節，極限潛深可達500米，人員編制107人。該級艇圍殼結構進行了加強，圍殼舵可轉動90度，可以在北冰洋冰層下活動。艇上裝有4具魚雷發射管，可發射“戰斧”巡航飛彈、“捕鯨叉”反艦飛彈、“薩布洛克”反潛飛彈和MK48魚雷，電子/水聲裝備有AN/BQQ2多用途綜合聲吶、AN/BQS8水下導航聲納、MK117魚雷射擊指揮系統、慣性導航設備和“奧米加”導航設備等。
進入1970年代，美國海軍在核潛艇的“安靜”和“高速”兩個方面進行了深入的研究，並由此形成了“科普斯科姆”級和著名的“洛杉磯”級兩個級別。前者只建造了一艘，是美國核潛艇“安靜化”的試驗艇。該艇長113.3米，寬9.7米，水下排水量6480噸，水下最大航速25節，最大潛深480米。為了大幅度降低噪音，艇上只裝有1座S5WA壓水堆，並且用渦輪電力推進代替了蒸汽渦輪機，這使其航速較低，但安靜性達到了前所未有的水平。
“洛杉磯”級
“洛杉磯”（Los Angeles - SSN）級是美國第五代攻擊型核潛艇，也是美國攻擊核潛艇的中堅力量。在保持高航速的同時廣泛套用了各種降噪措施。例如，該級艇放棄了核動力裝置最大的噪聲源－－主循環泵，而採用了具有自然循環冷卻能力的S6G反應堆，對減速齒輪箱和輔機也運用了減震/隔震技術。該級首艇“洛杉磯”號1972年2月開工，1976年11月建成服役；直到1996年3月，該級最後一艘“夏延”號才服役，建造時間長達20餘年，共建造62艘，是世界上建造數量最大的一級核潛艇。“洛杉磯”級具有全面的反潛、反艦和對陸作戰能力，攻擊俄羅斯核潛艇、為美國航母編隊護航和打擊陸上目標是它的主要使命。
“海狼”級
隨著俄羅斯核潛艇技術的不斷提高，尤其是其噪音的大幅下降和潛深的持續增加，美國越來越有危機感。從80年代開始，美國著手進行第六代攻擊核潛艇“海狼”（Seawolf - SSN）級的開發工作。該級首艇“海狼”號於1989年10月25日開工，1997年7月19日服役。由於造價過於昂貴，加之前蘇聯解體，美國海軍戰略改變，所以“海狼”級僅建造了3艘；綜合性能大大領先於任何一級攻擊核潛艇，所以被譽為“21世紀的核潛艇”。在“海狼”級停建之後，美國海軍開始發展更適合其冷戰後戰略需求，也更便宜的新一代核潛艇“維吉尼亞”（Virginia - SSN）級，又稱為“百人隊長”級。
維吉尼亞級
維吉尼亞級核動力攻擊潛艇（Virginia class submarine，又稱為774級）是美國海軍第一艘同時針對大洋和瀕海兩種功能設計的第七代核潛艇，由NSSN計畫衍生而來，同時也是一種取代冷戰時代海狼級核潛艇的便宜方案。維吉尼亞級成軍後預計取代洛杉磯級核潛艇，計畫建造30艘，均由紐波特紐斯造船及船塢公司、通用電船公司聯合建造。
新一代攻擊核潛艇
據外刊報導，最新的“維吉尼亞”級攻擊型核潛艇實現首航不到一年，美軍又開始了一項新的名為“Tango-Bravo”的攻擊型核潛艇研究計畫，該計畫致力於研究一種排水量更小、信息能力更強、自動化程度更高的新型攻擊型核潛艇。
中國
中國海軍潛艇除新採購的Kilo（基洛）級，以及早期的031型、033型仍以原北約俄制Golf（“G級”）級與Romeo（羅米歐，簡稱“R級”）級命名外，其他按則是核潛艦以“長征”加序號命名；
常規飛彈潛艇以“遠征”加序號命名；
常規魚雷潛艇以“長城”加序號命名；
掃布雷艦以“州”命名；獵潛艇以“縣”命名。
1950年8月，解放軍海軍的建軍方針就明確指出：以現有力量為基礎，重點發展魚雷快艇、潛艇和海軍航空兵等新力量(簡稱“空、潛、快”)，逐步建設一支強大的國家海軍。選擇優先發展潛艇，對解放軍海軍來說無疑是英明之舉。1951年4月，解放軍海軍成立了275人的潛艇學習隊，到蘇聯海軍太平洋艦隊駐旅順老虎尾的潛艇分隊學習。1954年6月，解放軍海軍第一支潛艇部隊——海軍獨立潛水艇大隊成立，下屬2艘老式的小型潛艇——“新中國11號”和“新中國12號”。雖然這兩艘潛艇又老又小，意義卻很重大，因為這自清末以來，中國海軍人員為之奮鬥多年的潛艇夢首次成真。中國海軍史上，海軍人員曾一再要求撥款購買潛艇以保衛國家。據台灣軍事雜誌上未經證實的訊息說：抗日戰爭全面爆發前，中國海軍曾訂購當時非常先進的德國潛艇，以對付日本的野蠻入侵。但很不幸的是，潛艇被德國扣留，後來用於大西洋潛艇戰。二戰後，美國為制止中國海軍崛起，在向國民黨海軍提供海軍裝備時規定：水面艦艇最大隻給護衛艦，決不給驅逐艦以上級別的艦艇；艦炮最大隻給4英寸炮(105毫米)，決不給5英寸(127毫米)以上的艦炮。同時由英國提供大型艦艇如重慶號巡洋艦等，以及一艘被命名為“伏威”的輕型航母。可是航母卻被時任海軍司令的陳紹寬拒絕，並改求潛艇，蔣介石事後對此大為震怒，並罷免了陳。而潛艇卻因不久之後的重慶號倒戈一事被推遲交付，直至最後不了了之。
潛艇分類
美國海軍潛艇潛艇按作戰使命分為攻擊潛艇、戰略飛彈潛艇和特種潛艇；按武器裝備劃分為飛彈潛艇和魚雷潛艇；按動力分為常規動 力潛艇（柴油機-蓄電池動力潛艇）與核潛艇（核動力潛艇）；按排水量分，常規動力潛艇有大型潛艇（2000噸以上）、中型潛艇（600～2000噸）、小型潛艇（100～600噸）和袖珍潛艇（100噸以下），核動力潛艇一般在3000噸以上；按艇體結構分為雙殼潛艇、一殼半潛艇和單殼潛艇。
無人潛艇：無人潛艇，是一種海中軍事武器，實際上就是在海中作業的機器人。作為一種水下尖端武器日益受到世界各國青睞，其發展十分迅速，尤其智慧型化等關鍵技術的突破和套用，將令未來海戰場大為改觀。其主要類型有：遙控潛水艇型無人潛艇；半浮半沉型無人潛艇；智慧型型無人潛艇。
戰略飛彈潛艇潛艇按戰鬥使命區分：有 戰略飛彈潛艇、 攻擊潛艇和 運輸型潛艇；
動力區分：有 核動力潛艇和 常規動力潛艇；
按水下排水量區分：有大型潛艇(2000噸以上)、中型潛艇(600～2000噸)、小型潛艇(100～600噸)和袖珍潛艇(100噸以下)；
艇體結構形式區分：有雙殼潛艇和單殼潛艇。
戰略飛彈潛艇
用於對陸上重要目標進行戰略核襲擊。多為核動力，也有常規動力的。主要武器是潛地飛彈，並裝備有魚雷。核動力戰略飛彈潛艇水下排水量5000～30000噸左右，水下航速20～30節，下潛深度300～500米，自給力60～90晝夜。常規動力戰略飛彈潛艇水下排水量3500噸左右，水下航速14～15節，下潛深度約300米，自給力30～60晝夜。
攻擊潛艇
用於攻擊水面艦船和潛艇。有核動力和常規動力兩種。主要武器是魚雷、水雷和反艦、反潛飛彈。核動力攻擊潛艇水下排水量3000～7000噸，水下航速30～42節，下潛深度300～500米，有的可達700餘米，自給力60～90晝夜。常規動力攻擊潛艇水下排水量600～3000噸，水下航速15～20節，下潛深度200～400米，自給力30～60晝夜。
技術特點
設計特點
潛艇內部潛艇之所以能夠發展到今天，是因為它具有以下特點：能利用水層掩護進行隱蔽活動和對敵方實施突然襲 擊；有較大的自給力、續航力和作戰半徑，可遠離基地，在較長時間和較大海洋區域以至深入敵方海區獨立作戰，有較強的突擊威力；能在水下發射飛彈、魚雷和布設水雷，攻擊海上和陸上目標。
潛艇配套設備多樣，技術要求高，全世界能夠自行研製並生產潛艇的國家不多。潛艇自衛能力差，缺少有效的對空觀測手段和對空防禦武器；水下通信聯絡較困難，不易實現雙向、及時、遠距離的通信；探測設備作用距離較近，觀察範圍受限，容易受環境影響,掌握敵方情況比較困難；常規動力潛艇水下航速較低，水下高速航行時續航力極為有限，充電時須處於通氣管航行狀態，易於暴露。
常規潛艇的自持力一般在45天左右，核潛艇最高紀錄可以達到90天。
主要由艇體、操縱系統、動力裝置、武器系統、導航系統、探測系統、通信設備、水聲對抗設備、救生設備和居住生活設施等。
艇型結構
雙殼潛艇艇體分內殼和外殼，內殼是鋼製的耐壓艇體，保證潛艇在水下活動時，能承受與深度相對應的靜水壓力；外殼是鋼製的非耐壓艇體，不承受海水壓力。內殼與外殼之間是主壓載水艙和燃油艙等。單殼潛艇只有耐壓艇體，主壓載水艙布置在耐壓艇體內。一個半殼潛艇，在耐壓艇體兩側設有部分不耐壓的外殼作為潛艇的主壓載水艙。
潛艇艇體多呈流線型（先進的潛艇一般設計成水滴形或者雪茄形），以減少水下運動時的阻力，保證潛艇有良好的操縱性。
耐壓艇體內通常分為艏、舯、艉三大段，分隔成3～8個密封艙室，艙室內設定有操縱指揮部位及武器、設備、裝置、各種系統和艇員生活設施等，以保證艇員正常工作、生活和實施戰鬥。現代潛艇在艏段安裝有大型球形聲納基陣和魚雷艙，在魚雷艙內一般安裝有4-8具533-650mm魚雷發射管。舯段有耐壓的指揮室和非耐壓的水上指揮艦橋。在指揮室及其圍殼內，布置有可在潛望深度工作的潛望鏡、通氣管及無線電通信、雷達、雷達偵察告警接收機、無線電定向儀等天線的升降裝置。艉段主要安裝有動力裝置和傳動裝置。在艇身兩側一般還安裝有聲納基陣。
動力裝置
柴電動力
最早期曾經嘗試過做為潛艇動力來源的有壓縮空氣、人力、蒸氣、燃油和電力等等。而真正成熟的第一種潛艇動力來源是以柴油機配合電動馬達(柴電)做為共同的動力來源。
第一次世界大戰之前，潛艇開始使用柴油機配合電動馬達作為潛艇的動力來源。這種動力是第一種潛艇用機械動力。柴油機負責潛艇在水面上航行以及為電瓶充電的動力來源，在水面下，潛艇使用預先儲備在電瓶中的電力航行。由於電瓶所能夠儲存的電力必須提供全艦設備使用，即使採取很低的速度，也無法在水面下長時間的航行，必須浮上水面充電。後來出現的呼吸管則使得潛艇的潛航能力增加。
呼吸管在第二次世界大戰前由荷蘭開發出來，其後由德國進一步的改良並首先使用在他們的潛艇上面。呼吸管的基本構造很簡單，就是一個可以伸長的通氣管，將外界的空氣引導至柴油引擎，產生的廢氣也經由呼吸管排送出去，另外再附加防止海水進入以及將進入的海水排除的管線。通過使用呼吸管可以讓潛艇在潛望鏡深度情況下使用柴油機，這樣潛艇就不必上浮即可補充電力。呼吸管的使用大幅改變當時潛艇的作業方式與彈性。在使用呼吸管以前，潛艇一定要浮出海面進行換氣和充電的作業，而這個作業時間限制在夜間。採用呼吸管之後，潛艇只需要將呼吸管伸出海面就得以進行充電的工作，不僅降低潛艇被發現的機率，也擴展潛艇可以充電的時機。
針對這個威脅，盟軍是利用巡邏機攜帶的特殊雷達來尋找微小的呼吸管，即使無法擊沉潛艇，至少也要迫使它無法充電而沒有能力持續的追蹤與攻擊。
核動力
中國漢級核動力攻擊潛艇核動力是繼柴電動力之後發展的又一種動力。核動力的原理是通過核子反應爐產生的高溫讓蒸汽機中產生蒸氣之後驅動蒸氣渦輪機，來帶動螺旋槳或者是發電機產生動力。最早成功在潛艇上安裝核子反應爐的是美國海軍的鸚鵡螺號潛艇，全世界公開宣稱擁有核子動力的國家有5個，其中以美國和俄羅斯的使用比例最高。美國甚至在1958年宣布不再建造非核動力潛艇。
核動力潛艇相比於傳統的柴電潛艇，具有動力輸出大，動力續航高（由於核動力潛艇的燃料的補充更換通常在10年以上，相比於僅僅幾周或幾月的柴電動力潛艇要大大增加，所以也通常被視為無限續航），速度快等優點。但核動力潛艇卻有技術難度大，穩定性差，建造費用高，噪音大以及維護要求高的缺點。核電池的出現，解決了這些問題，意味著可以批量的製造超越常規性能的潛艇。
不依賴空氣推進系統
AIP是 ( Air- Independent Propulsion) 的簡稱，中文稱為不依賴空氣推進。1930年，德國沃爾特(Walter)博士提出以過氧化氫做為燃料的動力機系統，經過數年的研究和試驗，在二戰末期，沃爾特發明了“沃爾特式動力機”，原理是通過燃燒過氧化氫推動內燃機工作，由於過氧化氫燃燒反應產生氧氣，所以不需要額外空氣，但是早期的沃爾特式動力機並不可靠，因為過氧化氫容易發生自燃反應，因此德國只生產幾艘XVIIB，以過氧化氫為動力的潛艇。
第二次世界大戰之後，許多國家開始研究其他可能的替代動力來源，以延長潛艇在水面下持續作業時間，採用柴油機與電力馬達加上電瓶的搭配，在潛艇中攜帶氧化劑或者是其他不需要氧氣助燃的設備，如此一來可以在水面下驅動柴油機進行充電，或者是由新的動力來源為電瓶充電與驅動電力馬達。
儘管不依賴空氣推進擁有大大提高了柴電動力潛艇的能力，但由於過氧化氫等氧化劑的穩定性差，使得不依賴空氣推進的安全性常被質疑。實際上無論早期沃爾特試驗還是二戰後美國，蘇聯的深入研究，都出現了或多或少的事故以及問題。
現代不依賴空氣推進裝置類別主要為空氣封閉柴油機、閉式循環汽輪機、斯特靈閉式動力機以及燃料電池等。
操縱系統
潛艇操縱系統用於實現潛艇下潛上浮，水下均衡，保持和變換航向、深度等。潛艇主壓載水艙注滿水時，增加重量抵消其儲備浮力，即從水面潛入水下。用壓縮空氣把主壓載水艙內的水排出，重量減小，儲備浮力恢復，即從水下浮出水面。艇內設有專門的浮力調整水艙，用於注入或排出適量的水，以調整因物資、彈藥的消耗和海水密度的改變而引起的潛艇水下浮力的變化。艇首、艇尾還設有縱傾平衡水艙，通過調整首、尾平衡水艙水量以消除潛艇在水下可能產生的縱傾。艇首（或指揮室圍殼處）和尾部各設有一對水平升降舵，用以操縱潛艇變換和保持所需要的潛航深度。艇尾裝有螺旋槳和方向舵，保證潛艇航行和變換航向。
如果艏水平舵在艦橋（指揮室）多數是大型的核潛艇，也有少數常規潛艇艏水平舵擁有此布局。
武器系統
潛艇武器系統主要有彈道飛彈、巡航飛彈、反潛飛彈、魚雷、水雷武器及其控制系統和發射裝置等。
彈道飛彈，是戰略飛彈潛艇的主要武器，用於攻擊陸上重要目標，大多攜帶單個或分導式核彈頭。1艘戰略飛彈潛艇裝有彈道飛彈12～24枚，如美國的俄亥俄級戰略核潛艇，一次可攜帶三叉戟D5戰略飛彈24枚，每枚攜帶12個15萬噸級分導式核彈頭，一艘潛艇一次可以投擲288個核彈頭，威力足以摧毀半個歐洲。
巡航飛彈是戰術核潛艇或者攻擊型核潛艇的主戰裝備，有戰術巡航飛彈和戰略巡航飛彈。戰術巡航飛彈，主要用於攻擊大、中型水面艦船；戰略巡航飛彈，主要用於攻擊陸上目標。著名的有美國潛射戰斧巡航飛彈，射程450-2500公里。可用於反艦也可用於對岸核攻擊。
潛射反艦飛彈也是現代潛艇主戰裝備之一，用於攻擊各種水面目標，可水下發射，射程遠，精度高，但威力不如魚雷。
反潛飛彈，是一種火箭助飛的魚雷或深水炸彈，有的採用核裝藥，主要用於攻擊水下潛艇，是二戰後逐漸興起的一種武器，著名的有美國阿斯洛克反潛飛彈。
魚雷是潛艇的傳統武器，除了極少數研究用潛艇和袖珍潛艇外，幾乎所有潛艇都裝備有魚雷，主要用於對艦、對潛攻擊。魚雷是破壞艦艇水下結構的利器，命中1枚即可重創一艘驅逐艦，命中1-2枚可擊沉或重創一艘萬噸級商船，命中2-3枚可重創或擊沉一艘萬噸級巡洋艦。過去主要採用無制導的套用壓縮空氣的直航魚雷，二戰中納粹德國和日本相繼發明了電動魚雷、聲自導魚雷和熱動力魚雷。現代潛艇主要裝備533mm-650mm的重型反艦/反潛兩用魚雷。在攻擊中段一般採用線導方式，末段採用聲導、尾流自導等方式進行攻擊。
潛艇使用的水雷，多為沉底水雷，主要布設在敵方基地、港口和航道，用於摧毀敵方艦船。武器控制系統多採用數字計算機，可同時計算跟蹤多批目標，提供決策依據，求出最佳攻擊目標的射擊陣位，並計算出數個目標的射擊諸元，實現武器射擊指揮自動化。
艇電系統
導航
包括磁羅經、陀螺羅經、計程儀、測深儀、六分儀、航跡自繪儀，自動操舵儀和無線電、星光、衛星、慣性導航設備等。慣性導航系統能連續準確地提供潛艇在水下的艇位和航向、航速、縱橫傾角等信息。“導航星”全球定位系統使用後，潛艇在海上瞬間定位精度達10米左右。
探測設備 主要有潛望鏡、雷達、聲吶以及雷達偵察告警接收機。潛艇在水下將潛望鏡的鏡頭升出水面，可用目力觀察海面、空中和海岸情況，測定目標的方位、距離和測算其運動要素。現代潛艇在潛望鏡上安裝有雷射測距、熱成像、微光夜視等感測器，具有夜間觀察、照相和天體定位等功能（見潛艇潛望鏡）。雷達，通過雷達升降天線能在水下一定深度測定目標的方位、距離和運動要素，保證潛艇航行安全和對水面艦船實施魚雷或飛彈攻擊，雷達偵察告警接收機的天線採用專門的升降桅桿或寄生於其他升降裝置上，保證潛艇在潛望鏡航行狀態時對敵方雷達的偵察告警。聲吶是潛艇水下活動時的主要探測工具，有噪聲聲吶和回聲聲吶。噪聲聲吶能對艦船進行被動識別、跟蹤、測向和測距；回聲聲吶能主動測定目標的方位、距離和運動要素。此外，還有探雷聲吶、測冰聲吶、識別聲吶和聲線軌跡儀等。
通信
中國海軍潛艇吊裝魚-6魚雷主要有短波、超短波收發信機，甚長波收信機，衛星通信和水聲通信設備等。潛艇向岸上指揮所報告情況主要利用短波通信，接收岸上指揮所電訊主要用甚長波收信機，同其他艦艇、飛機或沿岸實施近距離通信聯絡主要利用超短波通信。潛艇可以利用升降天線在一定深度收信，若使用拖曳天線，能在較大深度收信。衛星通信，可使潛艇通過衛星與岸上指揮所實施通信，通信距離遠。水聲通信，用於同其他潛艇、水面艦艇的水下通信和識別。為保證通信的隱蔽性，潛艇一般採用單向通信方式，使用超快速通信系統，能使潛艇在極短的瞬間向岸上指揮所發信。
聲吶
水聲對抗設備 主要有偵察聲吶和水聲干擾器材等。偵察聲吶，用於偵察目標主動聲吶發出的聲波信息及其技術參數。水聲干擾器材主要有水聲干擾器、水聲誘餌（潛艇模擬器）和氣幕彈，用於壓制、迷惑、誘開敵方聲吶的跟蹤或聲自導魚雷的攻擊。
生存系統
救生設備
有失事浮標和單人救生器等。潛艇失事時，放出失事浮標以標誌潛艇失事的位置，並與外界取得聯繫。單人救生器可供艇員通過魚雷發射管、指揮室或專為脫險用的救生閘套離艇出水。在潛艇主壓載水艙內還裝有應急吹排水系統，潛艇失事時，可由潛艇或救生艇注入高壓氣體排出主壓載水艙內的水，使潛艇浮出水面。
居住生活
包括空氣再生、大氣控制、放射性污染檢測、溫濕度調節系統、生活居住以及飲食、用水、照明、排泄、醫療等設施，用於保持艇內適宜的生存和活動環境，保障艇員健康。
氧氣來源
潛艇艇員呼吸的氧氣主要來自四個方面：通氣管裝置、空調裝置、空氣再生裝置和空氣淨化裝置。
通氣管裝置是一種可以升降的管子，在近海海域或夜間航行時，潛艇有時上浮至潛望鏡深度，在距水面幾米或十幾米深的地方伸出潛望鏡觀察水面及空中敵情，如條件允許，可將通氣管升出水面，空氣經管子進入潛艇艙室，艙內污濁空氣可通過設在指揮台圍殼後部的排氣管裝置用抽風機排出，使艇內空氣對流，可以保持新鮮空氣。潛望鏡深度在戰術術語中稱作危險深度，為了隱蔽起見，潛艇一般都不敢使用這種工作狀態，因為它極易被敵反潛兵力發現，在近海還容易撞擊或攪亂漁網等。
空調裝置主要是保持艇內的溫度、濕度等，使艇員有一個舒適的生活環境和工作條件，同時保證電子設備的正常工作，它本身並不能產生氧氣。
空氣再生裝置是一種可以生成氧氣的裝置，它由再生風機、制氧裝置、二氧化碳吸收裝置等組成。工作時，風機將艙內污濁的空氣經風管抽至二氧化碳吸收裝置，消除二氧化碳，再在處理過的空氣中加進由制氧裝置產生的氧氣，然後經風管送到各艙室供艇員呼吸，如此循環，以達空氣再生的目的。這種空氣再生裝置通常還可用電解水來制氧，它分解出的氧氣可供 70～100人呼吸數小時，但由於耗電過多，不適於常規潛艇。此外，還有一些預儲氧氣的方法，如再生藥板、氧氣瓶、液態氧和氧燭等。再生藥板是一種由各種化學物質及填料製成的多孔板，空氣流過時，就能產生化學反應，生成氧氣。一般潛艇上帶的再生藥板，可使用500～1500小時。氧氣瓶是將氧氣儲存起來的一種高壓容器，使用時打開閥門即可放氣，主要供潛水鐘、深潛器等使用。液態氧也是一種與氧氣瓶類似的高壓容器，它可供 100 名艇員使用 90天。氧燭是一種由化學材料等製成的燭狀可燃物，點燃後即可造氧。一根 1尺長、直徑3 寸的氧燭所放出的氧氣，可供40 人呼吸 1小時。
空氣淨化裝置是將艇內空氣中的有害氣體和雜質控制在允許標準值以下的一種處理裝置，常用的有以下四種：
一是消氫燃燒裝置，它主要是用電加熱器將流過的空氣加溫，然後在催化燃燒床的催化作用下使氫、氧發生化學反應而生成水蒸氣，氫就被燃燒掉了。
二是有害氣體燃燒裝置，其工作方式與第一種基本相同，只不過它所燃燒掉的是有害氣體。
三是二氧化碳淨化裝置，它通過一種特殊藥液來吸收二氧化碳。
四是活性炭過濾器，它是用活性炭作濾料，是由特製的炭組成的多孔性吸附劑來吸收各種有害氣體，進而達到淨化空氣的目的。
總體評價
主要任務
其功能包括攻擊敵人軍艦或潛艇、近岸保護、突破封鎖、偵察和掩飾特種部隊行動等。其主要攻擊對象首選為敵方的運輸船或商船，而航母、戰列艦、巡洋艦等大型水面艦艇由於大多擁有護航艦艇和飛機保護，攻擊風險較大。潛艇也被用於非軍事用途，如海洋科學研究、搶救財物、勘探開採、科學偵測、維護設備、搜尋援救、海底電纜維修、水下旅遊觀光、學術調查等，超級富豪甚至用為海下移動豪宅。
與航母比較
與對空防禦相比，航母的對潛防禦相對較弱，以美軍最現代的大型航母為例，一個航母戰鬥群擁有S-3A反潛機10架，SH-60B反潛直升機8架，再加上直接警戒艦艇上攜帶的少量反潛直升機，足以全天候、全時間、全方位地對航母活動海域進行周密地反潛警戒。航母編隊編成內的艦隻多，而且還有水下的潛艇和空中的飛機，經由神盾系統整合後組織指揮明確，不易出現對水下空間搜尋的空白區；航母編隊內部各艦艇的距離其實很遠，不易出現噪音干擾，搜潛聲納工作條件良好，現代對水下潛艇識別也比二戰時進步不少，只要曾經出海過的潛艇，必定被跟蹤且留下每個潛艇特有的聲紋紀錄；在航母編隊的潛艇活動海區，為了防止誤傷，反潛機發現了潛艇後，將迅速比對聲紋，快速確定身分後進行攻擊。雖然二戰中曾多次出現過避免誤判而暫停攻擊情況，讓攻方潛艇占領了有利的攻擊陣位，但是現代已經不會有同樣情形。航母本身也具有大量防水隔倉，這些艙室大量進水可避免航母浮力儲備和穩定性的喪失。二戰中，被潛艇擊沉的航母雖高達40.5%，不過大部分是在訓練與運輸任務當中發生的，又或者發生在航母本身幾乎不具備航空戰力的情形下，反而狼群戰術碰上護航母艦的飛機開始巡邏後，戰損便直線上升，此事實說明潛艇發射的魚雷對航母作用不顯著，潛艇只能對付低威脅的目標，航母加上滯空時間長的螺旋槳飛機成為潛艇剋星。二戰期間在艦載飛機起飛離艦時，航母必須迎風高速行駛，而在準備下一波飛機放飛時，速度較慢，且航向和航速都比較固定，這也為速度相對較慢的潛艇占領有利攻擊陣位創造了有利條件，不過自蒸氣彈射發明之後就不再出現類似情形。
幸而現代潛艇裝備的發展，為潛艇突擊航母提供了可能。在二次大戰中，潛艇攻擊像航母這樣的大型戰鬥艦艇，首先必須突破層層警戒，而現代潛艇裝備的飛航飛彈、遠程線導/自導魚雷，可以在航母的直接警戒或近程警戒之外就能占領攻擊陣位，進行準確的攻擊，當然，前提是對方預警能力薄弱。核動力攻擊潛艇的水下航速雖然與大型水面艦艇的航速(巡航速度)不相上下，能從各個不同的方向占領有利的陣位。
潛艇速度的提高，噪聲的減少，下潛深度的加大，再加上遠射程的武器，其行動的隱蔽性，攻擊的快速性突然性將進一步增強，可對航母等大中型戰鬥艦艇構成現實的威脅。據美國國防部《AD867847》報告透露的情況來看，潛艇與航母的交換率為3-5：1。即損失3-5艘潛艇即可擊沉1艘航母。為此，在對敵敵航母編隊組織突擊時，使用不少於3個潛艇戰術群的兵力(7-8艘潛艇)，方可達成預期的作戰效果。也就是說，在組織對航母編隊的突擊中，即使損失2個潛艇戰鬥群的兵力(5艘左右)，只要有1個潛艇戰術群的兵力(2-3艘)突破航母編隊的直接警戒而占位攻擊，即可達成將航母擊沉重傷的指標。 不過須注意此《AD867847》報告內容只流傳於中國境內的網站，其他國家幾乎完全無此訊息。
潛艇攻擊航母的作戰行動，首先是潛艇兵力從基地或海上向待機地域展開。即當上級下達使用潛艇兵力打擊航母的命令後，應根據潛艇兵力所處的位置迅速組織潛艇兵力從基地或從海上向預定的潛艇作戰海域展開。打擊航母應選擇隱蔽性好、機動性強、突擊威力大的潛艇。可選用常規動力飛航飛彈潛艇、遠程魚雷潛艇、低噪聲的潛艇和核動力魚雷潛艇。其次是必須慎重確定打擊航母編隊 的海域和時機。打擊航母編隊的海域應選擇在有利於潛艇兵力活動，且航母編隊最有可能活動的海域或必經之地。突擊的時機通常應該選擇在航母進行飛機放飛和接收時；綜合補給船為航母補給時；海上氣象條件惡劣時；航母反潛警戒部署被打亂或分散時等時機。再次要隱蔽突破警戒，占領發射陣位。由於潛艇使用的武器最大射程還不夠遠，潛艇占領發射陣位必須突破航母編隊二、三層反潛警戒才能得以實現。因此，突破警戒的行動要充分利用航母編隊各層警戒兵力之間存在的時隙。條件具備時，可以武器的突破代替兵力的突破，充分發揮遠戰火力的威力，對敵實施超視距攻擊。第四是要周密組織潛艇兵力撤收。在突擊敵航母后，潛艇兵力的行動將在很大程度上處於暴露狀態，敵編隊中以及其它支持的反潛兵力必然會向暴露的潛艇進行瘋狂的反撲。
潛艦攻擊航母近似於自殺性攻擊，此時即使潛艇兵力迅速採取大深度隱蔽行動，儘快撤離，然而在曝露行蹤的情況下，航母一方可任意使用主動聲納辨識敵潛艇位置，需組織遠程航空兵對敵實施襲擾、打擊或佯攻、掩護潛艇兵力撤離，但此類作戰進行期間，將完全無法連絡己方潛艦，海空協同作戰能力勢必降低，需儘可能避免作戰時間錯開的惡劣情況而導致失敗。
展望
隨著科學技術的發展和反潛作戰能力的不斷提高，潛艇的戰術技術性能將進一步提高。其發展趨勢是：發展艇體“隱身”、“降噪”技術，提高隱蔽性；研製高強度耐壓材料，增大潛艇下潛深度；發展核動力潛艇大功率核反應堆，提高水下航速，延長堆芯使用壽命，提高在航時間；常規動力潛艇主要增大電池容量，研製性能良好的氫氧燃料電池、鈉硫電池和超導電機，以提高水下機動性；裝備高效能的綜合聲吶、拖曳聲吶和水聲對抗設備，增大水下探測距離和提高水聲對抗能力；提高飛彈的射程、命中精度、打擊威力，增加分導多彈頭等抗反導能力；提高魚雷的航速、航程和航深，並使其實現智慧型化；進一步提高駕駛、探測、武器和動力等系統以及其他設備的操縱自動化水平。
潛艇兵力隱蔽性好，作戰半徑大，突擊威力大，獨立作戰能力強。在海戰中，它不但是運輸艦船的剋星，而且也是大中型戰鬥艦艇，特別是航母的敵手。在第二次世界大戰前擊沉的42艘航母中，潛艇擊沉的航母為17艘，占40.5%，其中潛艇單獨擊沉15艘，和航空兵協同擊沉2艘；被擊傷的38艘航母中，由潛艇擊傷的為9艘，占23.7%。20世紀70年代中期，在地中海的一次多國聯合演習中，埃及常規動力潛艇成功地突破了美國航母編隊的直接警戒，抵近到航母很近的距離上實施了潛望鏡偵察照相，而航母及其警戒兵力竟無一發現。80年代中期，前蘇聯的一艘攻擊型核潛艇在日本海長時間對美軍“小鷹”號航母進行跟蹤，因抵近距離太近，而造成潛艇與航母相撞，直到前蘇聯潛艇被迫浮出水面，美國航母才發現了對方。1982年英阿馬島海戰中，英阿雙方都廣泛使用了潛艇兵力。阿根廷的老式常規潛艇“聖路吻斯”號成功地突破了英特混艦隊的嚴密封鎖，並在馬島封鎖區內游弋了一個多月時間，先後3次向英國航母發起魚雷攻擊，只是因為潛艇火控系統發生故障而未果，但對英航母編隊構成了嚴重的威脅。英國航母編隊儘管具有很強的反潛能力並構成了嚴密的對潛警戒，但對阿根廷潛艇的行動卻異常懼怕，常常因為發現水下不明目標而一日數驚。英國的“征服者”號核動力攻擊型潛艇一舉擊沉了2艘反潛驅逐艦護航的阿根廷大型巡洋艦“貝爾格拉諾將軍”號，這是核動力潛艇問世以來的首次成功戰例，為核動力攻擊潛艇攻擊現代化的大型軍艦提供了有力的佐證。
在現有的海上作戰兵力中，水面艦艇、岸基航空兵均存在著作戰半徑有限和生存能力弱等不足，只有當航母進入有效作戰半徑範圍以內時才有可能對其發起攻擊。而航母編隊憑藉著作戰範圍廣、機動性能好的優長，在絕大多數的作戰行動中，配置在距作戰目標較遠的距離上。在這種情況下，只有潛艇兵力才有可能對其進行突擊。第二次世界大戰結束以來的半個多世紀裡，儘管反潛兵力兵器有了很大的發展，但是海水仍是潛艇隱蔽的有效屏障。根據北約的材料來看，冷戰時期北約和華約國家的潛艇，特別是前蘇聯潛艇的跟蹤，有89%是假目標，對發現的目標，能夠占位攻擊的占28%，而有可能攻擊成功的僅占7.7%。也就是說，即使是當代海軍強國，對水下潛艇的發現、定位、攻擊、消滅也不是一件容易的事情。
安全性評估
潛艇航行時，不但要考慮敵方火力威脅的影響，還要考慮海洋戰場環境要素對潛艇安全性的影響。只考慮潛艇水下航行，因此，風以及海浪對潛艇航行的影響較小，主要是海洋水下環境，包括海流、潮汐、內波、水深、海底暗礁、岩壁、冰山等障礙物、水道寬度、密度躍層、中尺度渦等。潛艇水下航行安全的評估還須考慮潛艇自身性能。不同潛艇對海洋環境的適應能力不同，某一海域對某一型號的潛艇是安全的，而對另一型號的潛艇可能就不安全。潛艇的自身性能對潛艇航行安全的影響主要有以下因素：潛艇適航深度、最大拐彎角、最大航行距離、潛艇操縱性、潛艇型長、潛艇導航設備精密度等。評估指標應具有全面性、易量化、獨立性以及可比性等原則，而且在對潛艇水下航行安全性的影響中，海洋環境因素和潛艇自身因素相互影響。
