Bir savaş gemisi, ağır kalibreli toplardan oluşan bir ana bataryaya sahip büyük bir zırhlı savaş gemisidir. Savaş gemileri kruvazör ve muhriplerden daha büyük, daha iyi silahlanmış ve zırhlıdır. Eski ahşap yelkenli gemiler 1870 civarında kullanılmaz hale geldikten sonra, savaş gemileri bir filodaki en büyük silahlı gemiler olan yeni sermaye gemileriydi. Denizin kontrolünü ele geçirmek için kullanılırlardı ve bir ulusun deniz gücünün zirvesini temsil ederlerdi.
Patlayıcı top mermilerinin geliştirilmesi, savaş gemilerinde demir zırh plakasının kullanılmasını gerekli kılmıştır. Fransa 1859 yılında okyanusa açılan ilk demir zırhlı savaş gemisi olan Gloire'ı denize indirdi. Gloire, ağırlık kaygıları nedeniyle tek güverteye indirilmiş bir hat gemisi profiline sahipti. Ahşaptan yapılmış olmasına ve çoğu yolculuk için yelkene bağımlı olmasına rağmen, Gloire bir pervane ile donatılmıştı ve ahşap gövdesi kalın bir demir zırh tabakası ile korunuyordu. Gloire, Fransa'nın teknolojik üstünlük kazanmasını engellemek isteyen Kraliyet Donanması'nı daha fazla yeniliğe teşvik etti. Bu arada, daha küçük ironclad savaş gemileri Amerikan İç Savaşı'nda nehir savaşlarında Birleşik Devletler Donanması'nın ana aracı haline geldi. 1906 yılında yeni HMS Dreadnought tüm eski savaş gemilerini kullanılmaz hale getirdi.
Savaş gemileri ayrıca amfibi istilalar için destek topçuluğu (yani kıyıdaki veya iç kesimlerdeki hedefleri vurma) yapmıştır. Genellikle bayrak gemisi olarak görev yaparlardı. Ancak, asıl rolleri düşmanın denizleri her ne amaçla olursa olsun kullanmasını sınırlamaktı. Savaş gemilerinin değeri, en parlak dönemlerinde bile sorgulanmıştı. Birinci ve İkinci Dünya Savaşları sırasında Alman su üstü filosunun etkinliği, daha fazla savaş gemisine sahip olan Kraliyet Donanması tarafından sınırlandırılmıştı. Öte yandan, denizaltılar ve uçaklar çok sayıda üretilebiliyor ve deniz savaşlarında daha önemli hale geliyorlardı. Savaş gemileri arasında çok az sayıda belirleyici filo savaşı olmuştur. Daha küçük, daha ucuz silahlara karşı savunmasızdılar: torpido, deniz mayını ve daha sonra uçak ve güdümlü füze.
Bunlara karşı savaş gemisinin büyük topları ve kalın zırhı etkili değildi. Savaş gemileri artık üretilmiyor ve kullanımdan kalkıyordu. Birleşik Devletler Donanması savaş gemilerini sonuncusunun müzeye dönüştürüldüğü 2004 yılına kadar kullanmıştır. Onların yerini uçak gemileri ve büyük denizaltılar aldı.

