La hélice de un bote funciona empujando el agua, lo que impulsa el bote en la dirección opuesta. Más precisamente, transforma la energía rotacional en empuje; así, la hélice giratoria aumenta la presión del agua hacia su parte trasera y se mueve hacia el área de presión reducida frente a la hélice, llevándose la embarcación con ella. Las fuerzas involucradas son consistentes con la tercera ley de Newton: para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Es decir, cuando la hélice del barco empuja el agua hacia atrás, impulsa el barco hacia adelante.
Antes del desarrollo de motores motorizados, la propulsión marina se limitaba a la energía eólica y al remo o remo manual. Remar y remar generalmente usa palas para arrastrar un bote a través del agua, pero un uso de una pala, llamado sculling, actúa más como una hélice porque el sculler empuja el agua hacia la parte trasera del bote. Un sculler se para en la parte trasera de un bote pequeño y, usando un solo remo, lo barrerá a través del agua en un arco más o menos perpendicular a la dirección de desplazamiento del bote, con cada barrido del arco girando el remo para que la cuchilla está en un ángulo de 30 a 60 grados con respecto a la dirección de desplazamiento.
El concepto subyacente a la hélice del barco fue desarrollado por Arquímedes en el siglo III a. C. Desarrolló un dispositivo llamado Tornillo de Arquímedes, que todavía se usa hoy en día, que transporta agua de elevaciones más bajas a más altas. Muy similar a un sinfín moderno en diseño y operación, todavía se usa ampliamente en todo el mundo para una amplia variedad de tareas, incluido el riego y la gestión de residuos. Se experimentaron tornillos similares con propulsión marina. La famosa tortuga submarina de un solo hombre, que intentó hundir barcos británicos en el puerto de Nueva York en 1776, empleó tornillos de accionamiento manual para la propulsión.
La propulsión eléctrica se hizo disponible para embarcaciones marítimas con el desarrollo de la máquina de vapor en el siglo XVIII. Inicialmente, la tendencia era utilizar paletas grandes para proporcionar empuje, como en los botes de vapor de rueda popa y rueda lateral. Los inventores continuaron experimentando con hélices de tipo tornillo, que eran literalmente tornillos muy grandes y muy largos. En 1835, parte de un tornillo de este tipo se rompió durante las pruebas, dejando una porción que se parecía mucho a la pala de una hélice de barco moderna. Este tornillo roto demostró impulsar el bote más rápido que el tornillo convencional, lo que condujo al desarrollo de la hélice moderna.
La dinámica involucrada en la propulsión marina es muy similar a la empleada para la aviación. Por ejemplo, como las palas de un avión, las palas de la hélice de un bote no son planas, sino que parecen haber sido retorcidas de un plano paralelo a uno casi perpendicular al eje de la hélice. Este fenómeno se basa en la investigación realizada por los hermanos Wright a principios del siglo XX, en la que determinaron que los ángulos óptimos para el empuje son diferentes en varias partes de la pala de la hélice. Para mejorar la eficiencia de la hélice, la pala está torcida con relación al eje.
La humanidad ha estado viajando en el agua durante miles de años, la mayor parte del tiempo confiando en el viento o los músculos para la propulsión. Las hélices son un desarrollo muy reciente en el campo de la propulsión marítima, pero en esa pequeña fracción de la historia marítima del hombre se ha elevado a un nivel de predominio indiscutible en el campo, sin ningún desafío real a la vista.