1 运河组成
运河
巴拿马运河位于北纬9°，北美大陆分水岭在该处剧降至其最低点之一。运河并不是如一般人所想像的由东向西横过地峡。而是在大西洋一侧科隆(Colon)的入口向南通过加通水闸(Gatun Locks)进到加通湖的最宽处;然后急转向东，沿一条大致向东南的航道到达太平洋一侧的巴拿马湾。其位于巴尔博亚(Balboa)附近之终点在科隆附近之起点的东南，相距约40千米(25哩)。与运河平行的交通设施有巴拿马运河铁路和博伊德-罗斯福公路(Boyd-Roosevelt Highway)。
船只从大西洋通过运河到太平洋时，先经由利蒙湾(Limon Bay)内长约11公里的进口航道到达加通水闸。在加通有连续3座水闸将船只升高26米(78英尺)，进入加通湖。加通湖系由查格雷斯河(Chagres River)上的加通水坝拦蓄而成，湖水源自阿拉胡埃拉湖(Alajuela Lake, 又名马登湖〔Lake Madden〕;由马登水坝拦蓄而成)，面积425平方公里(164平方哩)，水深14～26米(46～85英尺)不等，至甘博阿(Gamboa)长约37公里(23哩)。切穿大陆分水岭的盖拉德人工渠(Gaillard Cut, 又名库莱布拉水道〔Culebra Cut〕)就是从甘博阿开始的。这条人工渠平均水深约13米(43英尺)，延伸约13公里(8哩)至佩德罗米格尔水闸(Pedro Miguel Locks)。佩德罗米格尔水闸将船只降低9米(30哩)，进入高于海平面16米(52英尺)的米拉弗洛雷斯湖(Miraflores Lake)。船只通过一条长约2公里(1哩)的水道，在米拉弗洛雷斯由两级水闸降低至海平面。运河的最后一段是挖掘而成的进口航道，长约11公里(7哩)，船只经此进入太平洋。运河全程的底宽至少150米(500英尺);在加通湖，航道的宽度不等，介于150米(500英尺)至300米(1,000英尺)之间，而在米拉弗洛雷斯湖段航道宽度为225米(740英尺)。
水闸
运河的水闸靠加通湖、阿拉胡埃拉湖和米拉弗洛雷斯湖等各湖的重力水流运作，这些湖的湖水是由查格雷斯河及其他几条河流入的。各水闸的长度、宽度和深度均一致。每组水闸都是成对的，船只可以双向同时通过。每一座闸门有两扇，宽20米(65英尺)，厚2米(6.5英尺)，固定在铰链上。门的高度为14～25米(46～ 82英尺)不等;门扇由安装在闸墙凹处的电动机驱动。门扇的开合则由坐落在成对船闸闸墙上的控制塔操控，闸室的充水和放水也由控制塔操控。闸室长300米(1,000英尺)，宽33米(110英尺)，深12米(40英尺)。
稍大的船只须靠运行于闸壁顶部齿轨上的电动机车牵引通过水闸。船只在进入水闸之前，必须经过一道在入口两壁间拉直的防护链。如果一切进行得恰当无误，防护链就会落入水道底部的凹槽内。万一船只行驶太快，为安全起见，防护链就会张紧，于是船只就会撞上防护链。此时，由闸壁上的液压装置控制的防护链会自动松开，慢慢放出，直到把船只拦截停住。如果船只脱出了牵引机车的牵引，冲破防护链，越过第一道门，15米(50英尺)外的第二道门就会保护水闸，阻止船只进一步向前。
防波堤
在两边海洋的运河入口航道附近都筑有很长的防波堤。利蒙湾的东、西两面都有防波堤;西面的防波堤保护港口不受大风(gale)侵袭，而东面的防波堤则是为了减少运河航道的淤积。在太平洋这边，自巴尔博亚到3座小岛(瑙斯〔Naos〕、佩里科〔Perico〕和弗拉明哥〔Flamenco〕)筑有堤道，使得从巴拿马城浅水港口流入运河航道的带有软物质的横流改变方向。
2 航运
通航
通过运河的每艘船只都有一名或几名领航员领航，他们一直待在船上直到船只离开运河终点。连同等候的时间船只可能需要花15～20个小时才能顺利通过运河。船只一旦获准通行时，其从深水到深水的平均通过时间约为9个小时。盖拉德人工渠在不进行疏浚的时候，一般可双向通行。虽然在每次船只通过时都免不了会流失大量的水，但巴拿马的丰富降水量可维持正常的运作。为节约用水，同一航向的船只，只要其大小容许，就可同时一起通过两艘或多艘船只。
每艘船都有测量员登船查验载重量并收取通行费。船货清单、船照及其他证件均须呈验并登记。沿着航线各点都有自动海洋交通运输控制系统安排并监控船只通过。
允许通过巴拿马运河的船舶的最大尺寸是：
长度：
总长(包括突起部)：950英尺(289.56米)
例外：集装箱船和客船：965英尺(294.13米)
拖船驳船组合，硬性连接：总长900英尺(274.32米)
其他非自推进的船只-拖船的组合：总长850英尺(259.08米)
宽度(船幅)：
船壳板的外表面宽度：106英尺(32.31米)
一般例外：当在热带淡水中吃水小于37英尺(11.3米)时，107英尺(32.61米)。
深度(吃水)：
在热带淡水中：39.5英尺(12.04米)
运河管理局用Gatun湖的淡水作为参考。水的盐度和温度的影响它的密度，从而影响船舶的吃水深度。在异常干燥的季节，Gatun湖的水位低的时候，允许的最大吃水可能会减少。
高限：
从水线到船的最高点：190英尺(57.91米)
该限制也适用于运河南口的巴尔博亚港。例外：在巴尔博亚低水位通过时，205英尺(62.5米)也可通过。
通常所有的例外都必须在特别申请和调查后批准，并且受到限制。
载重：
巴拿马级的货轮通常可以载重65,000-80,000吨，但由于运河的吃水限度，其最大载货量将限制在约52,500吨，其余货物将转运。.[1]
有史以来最长的通过巴拿马运河的船舶，是圣胡安勘探者号(the San Juan Prospector，现名Marcona Prospector)矿石散装油船，长973英尺(296.57米)，宽106英尺(32.31米)[2];最宽的是两艘北卡罗莱纳州级战舰“北卡罗莱纳”号(BB-55)“和华盛顿”号(BB-56)，宽108英尺(32.92米)[3] 。
维护
在热带气候条件下，运河及其有关设施均须不断地进行维护以保持畅通。维护工作包括疏浚航道、水闸定期检修，以及机器的修理和更换。由于降雨量大和土质疏松，盖拉德人工渠两岸山丘的坍塌一直是运河建成以来时常发生的问题。因而必须经常采取防护和补救措施以保持航道畅通，并且定出加固两岸的计划，将雨水引向别处以免破坏山坡。自1970年代以来曾发生过两起严重坍塌，第一次在1974年，第二次在1986年;在两次山崩期间，坍塌地段都有一段时期只能单向通航。
另一个威胁运河的严重问题是集水区的各条河川与溪流(乃至运河本身)的淤积和沈淀速度加快。这种恶化情况的发生是由于当地四处迁徙的农民所采行的刀耕火种农业耕作方法所致。1950年代早期运河集水区的林木还很茂密，但是到了1970年代晚期，就减少了近70%。美国和巴拿马政府均曾采取各种控制水土流失的措施。
贸易
通过巴拿马运河的交通流量是世界贸易的晴雨表，世界经济繁荣时交通量就会上升，经济不景气时就会下降。1916年通过船只807艘是最低的，1970年交通量上升，通过各类船只高达15,523艘。当年通过运河的货物超过1.346亿公吨(1.325亿长吨)。其后，每年通过的船只数虽有所减少，但由于船舶平均吨位加大，载运的货物比以往还多。
在运河的国际交通中，美国东海岸与东亚之间的贸易居于最主要地位。通过运河的主要商品种类是汽车、石油产品、谷物，以及煤和焦炭。
管理
巴拿马运河管理局负责运河的行政、营运、保护、维修以及巴拿马运河的现代化。巴拿马运河管理局是根据巴拿马宪法修正案成立的巴拿马政府自治机构，1999年12月31日正午从美国巴拿马共同组成的巴拿马运河委员会手中接过运河的管理权。巴拿马运河管理局的一项重要职责是对巴拿马运河集水区的水资源的管理、维持和保护。集水区对运河的运作至关重要，并且还供水给运河航线两端的城市。
巴拿马运河管理局由一个董事会领导。董事会由11名董事组成。董事长具有主管运河事务的部长级地位，由共和国总统遴选任命。董事中，1名由政府的立法部门指派，其余9名由总统征得内阁会议同意后任命。董事的任命须经立法议会绝对多数通过批准。
通行费
在美国管理时期，运河通行费的费率是按维护和营运的成本计算的，因而运河的经费是自筹的。每次通行收取的费用根据船舶装货或载客的容量计算。1914年设定的费率实际上一直没变，持续60年之久。1973年运河的经营第一次亏损，1974年第一次调高几项费率。
传统上，货物都装在甲板之下，通行费是按仓内所载货物计算。然而，由于船舶设计的改变，以及广泛以货柜运送货物，所以一大部分装载货物是在甲板上。通过运河的货柜货物量仅次于谷物和石油产品的装运。这些变化导致计量规则的改变和制定甲板上货柜箱容量通行费的估定办法。在巴拿马运河委员会的领导下，巴拿马运河管理局批准了在计量规章上的类似改变，并在运河移交之后仍然保持美国管理时期的通行费费率。
从收取的通行费中，巴拿马运河管理局必须缴纳给巴拿马国库年度税费。在缴纳年度税费并付出运河的营运与维护开支后，所有的盈余也都全部上缴国库。
3 作用
1914年8月15日巴拿马运河正式通航，极大地缩短了美国东西海岸间的航程，比绕合恩角缩短了1万4千8百公里。在第二次世界大战期间美国利用运河将航空母舰送去补充几乎被毁灭的太平洋舰队。航空母舰虽然能够通过运河，但是需要先拆除航标，腾出航道。
