绿色船舶主要指在船舶的设计、制造、营运、报废拆解的全寿命周期中，通过采用先进技术，经济地满足用户功能和使用性能的要求，并节省资源和能源，减少或消除环境污染，对生产者和使用者具有良好保护的船舶。“绿色船舶的绿色度主要取决于设计人员的环境意识、以人为本的设计理念和营运过程中的管理力度。”中国石油和石油化工设备工业协会首席顾问赵志明介绍说，船舶从最初设计、到建造过程中的每个细节再到船舶的运营以及后期的报废拆解，每个环节都与人的意识密切相关。因此，“以人为本”将是未来绿色船舶发展的前提条件。当前绿色船舶在设计、建造和营运中主要体现出以下几个特点：
首先，设计中广泛采用了绿色无污染材料、标准化和模块化零部件；充分考虑材料的利用率和船舶产品在报废时对环境造成的影响；简化工艺，优化配置，提高整个制造系统的运行效率；尽量采用可再生物资和替代技术。其次，制造中采用绿色制造工艺，尽量采用能源消耗少、废弃物少、环境污染小的工艺方案和路线。再次，运营中尽量减少发动机氮氧化物、硫氧化物等温室气体的排放；防止燃料油、有害液体的泄漏；合理进行垃圾、污水处理；严格控制舱底油的卸载等。
为更快推进绿色船舶发展进程，国际海事组织、欧盟等都纷纷出台各种规范、标准，从制度上确保全球海洋环境或区域海洋环境尽可能免受污染。此外，从基本的高效节能船型开发到低排放高效动力推进装置的研发，再到环保无污染涂料以及轻质材料的研制，关于绿色船舶的研发要求也面面俱到。其中，最具有革新性和代表性的是新概念无压载水箱船舶和新型能源推进船舶。
传统船舶需要通过装卸一定量的压载水来保证航行安全，因压载水的随意排放而导致的生态系统破坏问题日益凸显，压载水已经成为海洋面临的“四大危害”之一。为此，日本造船研究中心提出了无压载水箱船舶，美国密热安大学则研发出无压载水箱船。目前，无压载水箱船已被证实可以现实应用，并具有节省燃油、减排和提高航速的优势。据测算，如果一艘3.2万载重吨级散货船满载货物从美国安大略湖出发驶往欧洲港口，往返航行可节省价值15万美元的燃油，经济生态效益明显。
新型能源推进船舶，则是破解船舶温室气体减排困境的有效途径。已有研究证实，以氢、天然气、丙烷和甲醇等为燃料，将化学能直接转化为电能的燃料电池推进船舶，具有传统船舶无可比拟的优点，除实现零排放外，还可以提高船舶50％的效率，降低燃料使用成本。燃料电池不会产生噪音和振动，还将提高乘客的舒适感，大大改善船员的工作环境。此外，燃料电池的设计简单，可极大减少维护费用，并更加方便地利用船上空间。
“伴随前沿科技的不断进步，未来绿色船舶的发展方向将是综合了所有绿色因素的新概念船舶，在其整个寿命周期中，将致力于不向大气或海洋释放有害排放物，其运输效率和装载能力也将达到最优化。”赵志明介绍说，这就需要绿色船舶向可再生能源的充分利用，零排放和最优化船型的开发，无污染、轻质材料的使用等方面继续努力。