沉船、港口与贸易品，是考古学家解读古代海上丝绸之路的金钥匙。二十世纪后半叶以来，沉船考古成果尤其令人瞩目，出人意料的水下考古发现层出不穷，著名者如广东川岛海域的“南海一号”（南宋时期）、韩国新安沉船（元代）和印尼的“黑石号”沉船（晚唐）等，这些水下考古新成果，揭开了海上丝绸之路研究的新篇章。
中国海域发现的海上丝绸之路沉船以泉州后渚沉船、“南海一号”和“华光礁一号”最有代表性，三者所属年代均为我国古代海洋贸易的高峰时期——宋元时期，发现地点恰在起航港、“放洋之地”（古人对出海通道的称呼）和远洋航线上。从航向来看，“南海一号”与“华光礁一号”是从中国港口满载出海的商船，后渚沉船则是从东南亚归航泉州的海舶，这些发现非常生动地展示了宋元时期海上丝绸之路的历史风貌。
“南海一号”是迄今为止海上丝绸之路水下考古最为重要的成果，该沉船1987年在广东川岛海域被发现，2007年整体打捞出水并移入“水晶宫”（广东海上丝绸之路博物馆）。这是世界上首次采用沉箱整体打捞沉船，堪称世界水下考古史上的创举。目前，“南海一号”的室内发掘工作还在有条不紊地进行中。考古发掘显示，这是一艘满载出航且保存完好的南宋海船，船体残长约22米，宽近10米，总计有14个隔舱（含艉尖舱）。船舱里各色货物码放有序，品类繁多，琳琅满目。此外，船内还发掘出大量的个人物品，如戒指、手镯、臂钏、项链等金制饰品，以及金叶、玉器、银铤、漆器等。尤其令人称奇的是，船体左舷外发现的一个小木盒，是一个“珠宝箱”，里面盛放了70余件金器。据最新统计数据，南海一号出水文物超过14万件，堪称一座水下博物馆。另据最新样品检测数据，“南海一号”上已经发现丝绸遗留的化学成分。
与泉州古船和“南海一号”不同，西沙群岛海域发现的“华光礁一号”沉船，则是发现于远洋航线上的商船。“华光礁一号”发现于西沙海域的华光礁礁盘内侧，年代属南宋时期，这也是中国水下考古学界第一次在远海海域完成的水下考古发掘项目。“华光礁一号”出水遗物近万件，有瓷器、铁器、铜镜、铜钱等，瓷器产地除江西景德镇以外，主要为福建窑口产品，包括德化窑、磁灶窑、闽清窑、南安窑、松溪窑等。“华光礁一号”的发现，证明至迟在宋元时期（依据水下考古的发现，有可能早至五代时期），我国先民就已经开辟了取道西沙群岛直航东南亚地区的航线（此前受限于航海技术水平，远航东南亚多贴岸航行）。
中、日、韩三国一衣带水，自古以来就有密切的海上交流。水下考古成果非常生动地展示了东北亚地区的海上交流活动，其中最重要的发现是1975年在韩国群山列岛海域发现的新安沉船。经过连续多年的水下考古发掘，考古队员从沉船里发掘出了两万多件青瓷和白瓷，两千多件金属制品、石制品和紫檀木，以及800万枚重达28吨的中国铜钱。考古学家据新安沉船出水的刻“庆元”铭文铜权和“使司帅府公用”青瓷盘推断，其始发港应为庆元港，即今天的浙江宁波。目前学术界普遍的看法是，新安沉船是元代至治三年（1323年）前后，从中国的庆元港启航，驶向日本博多港地区的海洋贸易商船，途中不幸沉没在朝鲜半岛新安海域。
爪哇是连接印度洋与太平洋的十字路口，这里发现的水下沉船广受关注，如印旦沉船、井里汶沉船和“黑石号”沉船等。1998年，德国打捞公司在印尼勿里洞岛海域一块黑色大礁岩附近发现了一艘唐代沉船，即著名的“黑石号”。据水下考古队员仔细观察，“黑石号”船体保存完整，船底发现破损的大洞，推测“黑石号”为触礁沉没。“黑石号”之所以保存完好，主要是因为海床上沉积有厚厚的淤泥，满载货物的船体因为负荷较重，很快就被海底淤泥掩埋覆盖，避免了海潮的冲刷和船蛆的吞噬，从而使得船体和货物得到了很好的保护。从结构和工艺上看，“黑石号”应该是一艘阿拉伯式的单桅缝合帆船，制作船体时不使用铁钉而用棕榈绳缝合船板。关于“黑石号”的年代，因为出水长沙窑瓷碗上带有唐代“宝历二年”（826年）铭文，故沉船的年代被确认为9世纪上半叶。
“黑石号”出水文物十分精彩。船上共出金器10件，其精美程度可媲美1970年西安何家村唐代窖藏出土金银器。其中的一件八棱胡人伎乐金杯高10厘米，比何家村窖藏出土品体量还大。另有银器24件、银铤18枚和铜镜30枚，银铤单件重达2公斤。还发现了一些船员的个人物品，其中包括2件玻璃瓶、一件漆盘（残）、象牙制游戏器具（似为游艺用的双陆）和砚、墨（残）等文房用具。“黑石号”打捞文物陶瓷制品多达67000多件，其中98%是中国陶瓷。长沙窑瓷约56500件，器型以碗为主，其次为执壶。这是长沙窑大规模生产外销瓷的一个生动写照。“黑石号”出水的3件完好无损的唐代青花瓷盘尤为引人注目，它们应该是在洛阳地区的巩县窑烧制，经隋唐大运河运抵扬州港，再从扬州转运出海，最终抵达印尼海域的。唐代贾耽“广州通海夷道”曾非常详细地描述了从广州出发，经越南、马六甲抵达印度洋海域的航线。另据《全唐文》记载，唐德宗贞元年间，曾有波斯船抵达中国东南沿海。有鉴于此，印尼海域发现满载中国船货的阿拉伯帆船，应属意料之中的事情。
