1510년 삼포왜란을 시작으로 1555년 을묘왜변에 이르기까지 여러 차례 왜구가 침범했는데, 왜선은 더욱 견고하게 건조되면서 길어지고 높아졌다. 조선의 함선보다도 왜선의 규모가 커지게 되자 여기에 대항하기 위해 새로 판옥선을 개발했는데, 명종 10년(1555년) 10월에 망원정 앞 강에서 시험운항에 성공했다.

판옥선은 평전선 위에 기둥을 세우고 판자로 뱃집을 꾸몄으며 뱃집 위에는 군사를 지휘하는 장대를 설치했다. 노군들이 뱃집 안에서 노를 젓는 구조였으며, 대선에는 군사 160명 정도가 승선했다. 따라서 그때까지 사용해오던 맹선이 판옥선으로 대체돼 각 수영에 배치됐다. 평전선 개념에서 판옥전선으로 변환되면서 조선기술도 함께 발전했다. 수군 수영의 배목수들은 선상에 판옥을 올림으로써 발생할 문제점과 배의 균형, 배의 복원력도 검토하게 됐다.

현대처럼 구조계산과 각종 역학계산을 하여 설계를 하는 것이 아니라 노련한 배목수의 경험에 의존할 수밖에 없었으며, 상장이 올라감으로써 배의 중심이 위로 올라가게 되자 배의 안정을 도모하기 위해 선체를 더 길고 넓고 깊게 했다.