元大都是北京城的前身，宏大的城市、规整的街道，奠定了明清北京城的格局。这里是元朝的政治中心，常住人口曾达百万，再加上流动人口与众多政府机构，每天都需要大量粮食供应，然而当时的经济中心在江浙一带，为了维持国家中枢顺利运转，每年江南的大量税粮要运向北方。除京杭大运河外，更要依靠海上运粮路线，自长江口出海北上，通过黄海、渤海，由直沽经过通州，最终到达元大都城中的积水潭码头。这条航路，从1282年海运起始到1368年元朝灭亡，前后经86年，从第一次尝试运粮46000石，到天历二年（1329年）最高运输量达到350余万石。庞大的船队中有十数万运粮者，这是中国古代规模最大、持续时间最长的国家海运事业，支撑起了元大都的繁荣与辉煌。[3]元人张昱诗云“国初海运自朱张，百万楼船渡大洋”[4]，讲述的就是海运初行者朱清、张瑄的事迹。朱、张二人原为海盗出身，后来受命为元朝政府筹办海运事业，并根据他们当年为逃避追捕，闯入海洋深处时的经验，贡献出了一条贯穿黄海的深水航线。
在今天看来，元朝海上运输路线实际就是由上海附近出发，航行到天津附近港口，其起点和终点都在中国东部海岸线附近。但因北方近岸海域多浅沙，加上海岸线迂回曲折，沿海岸航行并不是最佳路线。为了开拓安全有效的航路，元朝海上运粮路线经过两次变迁，先后开辟了三条航线，最终形成一条直穿黄海的捷径，并沿用至明初永乐年间，成为明朝国家航海业的开端。
至元十九年（1282年），元代海运开辟了第一条航线，其特点是全程沿海岸线航行，从刘家港（今江苏太仓浏河）入海，向北经过崇明州（今上海崇明）以西，再向北经海门县（今江苏海门）附近的黄连沙头及其以北的万里长滩，沿海岸北航，经连云港、胶州，又转向东，经过灵山洋（今山东青岛以南海面），沿山东半岛南岸向东北方航行，经半岛最东端的成山角，再转向西行，经渤海南部，一直向西直到渤海湾西端，进入界河口（今海河口），沿河航行直至杨村码头（今天津武清）。然而这条航线系近岸航行，海岸曲折，路程险远，全程长达6500公里，且近岸海域多浅沙，海船容易陷入其中，再加上海船需要季风才能航行，错过季节，会使航行不便，导致全程航行需要长达数月甚至近一年的时间，这种速度和效率并不能满足实际需要。宋末元初人周密曾记载了这条路线上，从长江口附近的张家浜到今苏北盐城海域，浅沙众多的情形。在这种海况中航行，一旦海船搁浅，就需要将船上粮食投入海中以减轻船重：
李声伯云：“常从老张万户入海，自张家浜至盐城，凡十八沙，凡海舟阁浅沙势，须出米令轻。如更不可动，则便缚排求活，否则舟败不及事矣。[5](www.xing528.com)
面对这种浅沙众多的情形，运粮过程中的损失可想而知。因此十年之后的至元二十九年，第二条航线开辟。即自刘家港入海后，经过长江口以北的万里长滩，离开近岸海域，在西南顺风情况下，一昼夜可以航行一千余里，到达青水洋，然后在东南顺风条件下航行三昼夜，过黑水洋，就可以望见沿津岛大山（在山东文登以南，又称延真岛或元真岛），继续借东南风航行，一昼夜可到达成山角，再航行一昼夜到达刘家岛（今刘公岛），又一昼夜到芝罘岛，再一昼夜到沙门岛（今山东蓬莱西北庙岛），又借东南风航行三昼夜，就可到达海河口。这条航线的最早一段，即刘家港到万里长滩的一段航程，与第一条航线相同。但从万里长滩开始，就不再走近海海域，而是利用西南风直接向东北航行，经过青水洋，进入被称为黑水洋的深海海域，随后利用东南季风，折向西北方航行，直达成山角。这段航路避免了之前近岸航路的曲折，直接利用季风在深海中航行，避免了近海浅沙的风险，同时大幅度缩短了航程，顺利时半个月就可以到达，但“如风、水不便，迂回盘折，或至一月、四十日之上，方能到彼”[6]。
一年之后的至元三十年，千户殷明略又贡献出了第三条航线。依然是从刘家港入海，但到崇明岛的三沙后就直接向东驶入黑水大洋深海海域，然后向北直航，直达成山角，其后都与之前路线相同。这条航线与第二条航线的区别在于，南端不经万里长滩，直接向东进入深海，路线更直，航程更短，并能更多利用黑潮暖流，顺风时只需十天就可以到达，进一步缩短了航行时间。从此之后，元代海运都取此路线[7]，明朝初年，朱元璋为了向辽东驻军运输粮食，继续使用这条海路。
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