Povandeninis laivas yra vandens transporto priemonės rūšis, skirta plūduriuoti paviršiuje ir plaukioti po vandenyno paviršiumi. Jų dydis įvairus – nuo labai mažų povandeninių laivų, skirtų giliavandeniams tyrinėti, iki didžiulių branduolinių povandeninių laivų, kurie yra karinio laivyno dalis. Visi veikia tais pačiais pagrindiniais principais, tačiau naudojasi plūdrumo savybe kylant ir kristi vandenyje. Ankstyviausias modelis buvo pagamintas 1600-aisiais, nors jis buvo itin grubus ir mažai panašus į savo šiuolaikinius analogus.
Dvigubo korpuso povandeninio laivo konstrukcija apima dideles erdves balasto tankams. Kai rezervuarai pripildomi oro, laivas yra daug lengvesnis nei vanduo, kurį jis išstumia judėdamas vandeniu, todėl jis gali plūduriuoti paviršiumi. Tačiau kai oras išleidžiamas taip, kad įsipiltų vanduo, povandeninis laivas tampa sunkesnis ir pradeda skęsti. Tikslus jo gylis gali būti reguliuojamas įleidžiant daugiau vandens arba priverčiant suslėgtą orą į balasto rezervuarus.
Povandeninio laivo jėgainė suprojektuota taip, kad būtų labai efektyvi, kad laivas galėtų plaukti kelis mėnesius. Dyzelino variacijos naudoja dyzelinį kurą, prijungtą prie akumuliatorių sistemų, kad galėtų maitinti save. Branduolinis povandeninis laivas turi mažą atominę elektrinę. Naudojant branduolinę energiją, laivas ilgą laiką gali būti panardintas.
Povandeniniame laive sąlygos paprastai būna labai ankštos. Nesvarbu, ar jis yra mokslinis, ar karinis, jame yra su jo naudojimu susijusi įranga, o kiekvienas turimas paviršius išnaudojamas maksimaliai. Didesniuose povandeniniuose laivuose gali būti šimtai darbuotojų, kuriems taip pat reikalingos didelės pagalbinės paslaugos, tokios kaip ligoninė, valgykla ir apgyvendinimas. Jėgainė taip pat turi būti naudojama deguoniui generuoti ir palaikyti švarų povandeninio laivo orą, kad viduje būtų sveika gyvenamoji aplinka.
Daugelis žmonių yra susipažinę su periskopu – prietaisu, naudojamu žiūrėti virš vandens, kai povandeninis laivas yra panardintas. Periskopą sudaro veidrodžių rinkinys, sumontuotas ilgame vamzdyje. Kai jis ištiestas, jūreivis nukreipia akį į žiūrovą ir gali matyti, kas vyksta virš vandens. Šis įrankis gali būti naudojamas ieškant grėsmių, tikrinant oro sąlygas ar atliekant kitus greitus bendrus vertinimus. Kai kuriuose povandeniniuose laivuose taip pat yra nardymo sistema, skirta šviežiam deguoniui gauti.