Офицеры русского флота и отечественные кораблестроители проявляли большой интерес к вопросам строительства паровых, а затем и железных паровых судов. Идею постройки железных боевых кораблей высказал в 1824 г. строитель первых русских пароходов механик Чистяков. В 1834 г. русский военный инженер А.А. Шильдер впервые в истории построил металлический корабль – подводную лодку. В 1838 г. по инициативе адмирала М.П. Лазарева был построен первый железный военный пароход «Инкерман». В 40-х гг. XIX в. русские инженеры и офицеры флота создали целый ряд оригинальных трудов по теплотехнике. Вышли в свет работы капитан-лейтенанта Скаловского «Правила для служащих на военно-морских пароходах», прапорщика Семенова «Полное руководство для пароходных инженер-механиков» и другие, в 1850 г. был опубликован замечательный труд русского инженера штабс-капитана H.Н. Божерянова «Теория паровых машин», явившийся первым систематическим курсом по теплотехнике. Русские ученые намного опередили ученых Западной Европы и Америки в разработке теоретических вопросов, связанных со строительством флота. В США, например, до 40-х гг. XIX в. строительство паровых судов находилось в зачаточном состоянии. Морской министр США в своем докладе сенату в 1839 г. писал: «Я никогда не допущу, чтобы наши старые (парусные) корабли были уничтожены и американский флот превратился в сборище паровых морских чудовищ».
Несмотря на настоятельные требования передовых деятелей русского военно-морского флота о необходимости строительства паровых кораблей, в дореформенный период вследствие слабости производственной, индустриальной базы страны строительство их развернуто не было. Более того, царские сановники, стремившиеся к сохранению и упрочению крепостнических отношений в стране, тормозившие развитие отечественной промышленности, преднамеренно сковывали инициативу ученых-новаторов, всячески препятствовали претворению в жизнь их изобретений, предложений и проектов. К началу войны в России было всего лишь 15 пароходо-фрегатов. Винтовых кораблей в русском флоте не было вовсе.
Пароходо-фрегаты периода Крымской войны – первые боевые суда русского парового флота – имели водоизмещение от 1300 до 1900 т, паровые машины мощностью 260–400 л.с., скорость хода 8,5—11 узлов. Артиллерийское вооружение пароходо-фрегатов было различным, но число орудий не превышало 12; в это число, как правило, входили две бомбические пушки, шесть-восемь пушко-карронад 24-фунтового калибра и две карронады 12– или 18-фунтового калибра. Личный состав каждого пароходо-фрегата насчитывал до 250 человек.
Малые пароходы периода Крымской войны (входившие в состав флота как вспомогательные суда) имели водоизмещение в среднем 400–600 т, машины мощностью 60—180 л.с., скорость хода до девяти узлов, личный состав от 70 до 100 человек. Часть малых пароходов была вооружена двумя-семью пушко-карронадами; некоторые пароходы перед войной не имели артиллерийского вооружения.
В области тактики русского флота необходимо отметить, что основная роль в морском бою отводилась артиллерии. «Главное условие положительного успеха, – указывалось в тактическом руководстве 40-х гг. XIX в., – при нынешнем образе морского сражения заключается в искусном действии артиллерией». Маневр в бою рассматривался как основное средство для создания условий, обеспечивавших успешное использование артиллерийских средств кораблей. С этой целью было определено 15 строев (ордеров) флота. Выбор того или иного строя определялся особенностью каждого построения, условиями обстановки и задачами, поставленными перед флотом.
Во время тактических учений русского флота большое внимание уделялось правилам перестроения флота из одного строя в другой, для чего были разработаны специальные таблицы, устанавливавшие время перестроения при различных скоростях хода и интервалах между кораблями. При совместном плавании большое значение придавалось компактности построения, так как считалось, что «боевой строй тем сильнее, чем более он сомкнут. Расстояние между кораблями в линии, назначенное для боя вообще на один кабельтов, может быть уменьшено на столько, сколько позволяет благоразумие и удобство маневрировать. Если неприятель захочет прорезать линию, кораблям строго запрещается уступать».
Наряду с параллельным маневрированием двух флотов в бою применялись и другие маневры, определявшие наилучшее использование артиллерии в зависимости от обстановки. К таким маневрам относились: прорезание неприятельской линии, постановка кораблей противника «в два огня», одновременный проход нападающих кораблей между соответствующими им кораблями боевой линии противника для общего абордажа или деморализации противника, сосредоточение сил против авангарда или арьергарда противника.