В царствование Филиппа II были изобретены новые типы судов: либо парусные (галеонсеты, фиботы, эскарчапины), которые были легче прежних и вытеснили некоторые старые типы (например, каравеллы были заменены эскарчапинами), либо смешанные, в которых совмещались свойства галеры и парусного корабля (галеасы и галибрасы). Последний тип был мало удачен. Подконец галеры стали использоваться лишь для плавания по Средиземному морю, и то в качестве транспортных судов, хотя случалось, что они принимали участие в военных действиях даже в XVII в. Кроме того, их пытались приспособить для сообщения с Америкой.
В царствование Филиппа III по инициативе генерал-адмирала Диего Брачеро была усовершенствована техника кораблестроения в уже известных типах судов. В 1642 г. впервые были применены так называемые «огненные галеоны» или брулоты, которые с успехом применялись в Голландии и во Франции; но больших результатов это не дало. Для обучения строительству и вождению этих кораблей в Кадисе была открыта пиротехническая школа. Мощь, боеспособность и специализация военных судов постепенно возрастали. В XVII в. научились строить трехпалубные корабли, вооруженные 200 пушками, водоизмещением больше 2000 тонн. Вместе с тем палубные надстройки стали ниже, верхняя палуба опустилась, и судно было значительно облегчено; так появился новый тип—фрегат, который быстро получал большое распространение наряду с так называемыми «линейными судами». Слово корабль (пао), заменилось словом бахель (bajel).
Вооружение морского флота состояло главным образом из артиллерии; ее становилось все больше, и она совершенствовалась, но плохо использовалась испанскими тактиками, которые обычно применяли ее с коротких дистанций, предпочитая абордажи, что было большой тактической ошибкой, ибо враждебная артиллерия на голландских и английских судах стреляла издали, нанося жестокий урон испанским кораблям раньше, чем они могли приблизиться на расстояние мушкетного выстрела. Первоначально пушки делались из кованого или литого железа, позже (начиная с 1522 г.) железо было замененобронзой:-Для подготовки личного состава в 1576 г. в Севилье была основана практическая школа, а в начале XVII в. были построены литейные мастерские в Льерганесе и в Севилье.