北美五大湖虽彼此相通，共用圣劳伦斯河出水道入大西洋，但联通各湖间的河道水流急，河道窄，一些河道还有瀑布险滩，通航困难。18世纪以来人们开始在五大湖区修建利于通航的人工河道。在苏必利尔湖与休伦湖之间有长约110千米的圣玛丽斯河相通，自西北流向东南，是加拿大与美国的天然国界；但两个大湖之间有6米的落差，在苏圣玛丽城附近形成急流，构成航行障碍；18世纪后期加拿大一侧开始修建与圣玛丽斯河大致平行的苏圣玛丽运河，1895年加拿大侧的长2.2千米的苏圣玛丽运河建成；美国一侧的圣玛丽斯运河建了两条，也先后于1895年和1919年建成（长2.6千米）；三条苏圣玛丽斯运河均设有船闸，可通过五大湖上航行的最大货船，以运输苏必利尔湖西面的铁矿石和加拿大草原诸省的小麦为主。密歇根湖东北端与休伦湖西北端之间有麦基诺水道相通，该水道长50千米、宽6千米，由于两湖湖面海拔均是177米，麦基诺水道没有落差，水流平稳，利于通航。
休伦湖与伊利湖的联系是通过圣克莱尔河、圣克莱尔湖与底特律河，圣克莱尔河是休伦湖的出水道，自北向南流入圣克莱尔湖，也是美国与加拿大的天然结合。圣克莱尔湖大致呈圆形，面积1200平方千米，是美国与加拿大的界湖，东半部属加拿大，西半部属美国。底特律河北连圣克莱尔湖，南通伊利湖，长51千米，也是美国与加拿大天然界河，底特律河西岸是美国的“汽车城”底特律市，东岸是加拿大的温莎市。休伦湖与伊利湖之间的天然水道（圣克莱尔河、圣克莱尔湖和底特律河）总长120千米，落差仅2米，通航条件较好，运输繁忙。
伊利湖与安大略湖相通的天然水道是长56千米的尼亚加拉河，大致自南向北流；由于伊利湖的湖面海拔是174米，而安大略湖面海拔是75米，尼亚加拉河的总落差有99米，在尼亚加拉河中间河段还有尼亚加拉瀑布，无法通航，必须建设人工运河。1829年美国修建的韦兰运河（从伊利湖的科尔本港到安大略湖的威乐港，全长44千米）的一段建成通航，之后不断加宽、加深；目前韦兰运河全线水深8.2米，设8级船闸，可通过载重29000吨铁矿石的船只；由于冬季河道结冰，韦兰运河每年停航3个月。1832年连接渥太华河畔的渥太华到安大略湖金斯顿全长202千米的里多运河建成，当时起到加强安大略湖与渥太华河流域经济联系的重要作用，如今已没有航运价值。里多运河是19世纪工程技术的奇迹之一，现被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》。
五大湖区的航道建设还考虑到与其它水运航道的联系，先后建成了沟通与哈德孙河的伊利运河、五大湖与密西西比河的伊利诺伊——密歇根运河。伊利运河于1817年开工建设，1825年建成通航，从伊利湖东端的布法罗到哈得孙河岸的奥尔巴尼，长581千米；20世纪以来不断扩建、改建，如今新伊利运河长544米，宽45米，水深3.6米，能通行载重2200吨的驳船，是美国东北部一条重要的水运线；伊利运河使五大湖与美国最大港口纽约连通，对美国东部及纽约的发展起到重大的促进作用。伊利运河沿岸的罗彻斯特、锡拉丘兹、奥尔巴尼（现是纽约州州府）也因该运河而繁荣兴旺。1959年五大湖——圣劳伦斯水道扩建完工，更是极大促进了五大湖水运的繁荣兴旺。
目前五大湖区大型港口有苏必利尔湖的桑德贝港、德卢斯港；密歇根湖的芝加哥港、伯恩斯港、格林贝港、格兰德港；休伦湖的欧文桑德港、戈德里奇港、萨尼亚港；伊利湖的托莱多港、斯坦利港、克利夫兰港、伊利港、科尔本港等；安大略湖的多伦多港、哈密尔顿港、奥沙瓦港、达尔豪西港等。五大湖年货运量历史上曾达到1亿吨以上，近年来在8000万吨左右，主要运输铁矿石、煤炭、小麦、建筑砂石等。芝加哥港是五大湖区最大的港口，码头岸线长1万多米，水深7米多，可泊万吨级海轮，装卸货物有铁矿石、煤炭、钢材、粮食、废铁、石油化工品、油脂、肉制品、农机、汽车等。多伦多港是加拿大最大湖港，最大吃水深度8.23米，可泊万吨海轮，港口有14个杂货泊位、2个集装箱泊位、6个燃料油泊位等。