Sơ đồ cắt ngang của một thiết giáp hạm tiền-dreadnought tiêu biểu trình bày các lớp vỏ giáp ở sàn trên và sàn giữa cùng đai giáp hông (đỏ), các hầm than bảo vệ hai bên lườn (xám) và đáy lườn tàu hai lớp kín nước. Hệ thống động lực được bố trí giữa khu vực được bảo vệ này.

Thiết giáp hạm tiền-dreadnought mang một lượng đáng kể vỏ giáp thép. Kinh nghiệm cho thấy thay vì bảo vệ con tàu một cách đồng đều, tốt nhất là nên tập trung giáp trên những khu vực trọng yếu. Khu vực trung tâm của lườn tàu, bao gồm nồi hơi và động cơ, được bảo vệ bởi đai giáp chính, bắt đầu từ ngay bên dưới mực nước kéo dài một đoạn lên trên. "Thành trì trung tâm" này được dự tính để bảo vệ động cơ tránh khỏi ngay cả những quả đạn pháo mạnh nhất. Dàn pháo chính và hầm đạn được bảo vệ bằng sự mở rộng từ đai giáp với một lớp giáp dày. Sự bắt đầu của thời đại tiền-dreadnought được đánh dấu bằng việc dịch chuyển sự bố trí các khẩu pháo chính từ các bệ pháo mở sang các tháp pháo kín toàn bộ.[23]

Đai giáp chính thường vuốt dần để có độ dày nhỏ hơn dọc theo hông lườn tàu hướng về phía mũi và đuôi tàu; nó cũng có thể được vuốt lên trên từ trung tâm hướng lên cấu trúc thượng tầng. Sàn tàu thường được bọc lớp vỏ giáp thép dày 51–102 mm (2-4 inch).[24] Lớp giáp nhẹ này dùng để ngăn chặn đạn nổ phá hỏng cấu trúc thượng tầng của con tàu.[25]

Sơ đồ cắt ngang giữa tàu của chiếc USS Kearsarge, trình bày mối tương quan sơ đồ vỏ giáp với những cơ phận bên trong.

Tàu chiến vào cuối những năm 1880, ví dụ như là lớp Royal Sovereign, được bọc vỏ giáp ghép từ sắt và thép. Nó nhanh chóng được thay thế bởi vỏ giáp làm từ thép tôi hiệu quả hơn do áp dụng quy trình Harvey được phát triển tại Hoa Kỳ. Được thử nghiệm lần đầu tiên vào năm 1891, vỏ giáp Harvey trở nên thông dụng trên những con tàu được đặt lườn trong các năm 1893–1895.[23] Tuy nhiên, triều đại của nó chỉ ngắn ngủi, khi vào năm 1895, thiết giáp hạm Đức Kaiser Friedrich III đi tiên phong trong việc áp dụng vỏ giáp Krupp tốt hơn nữa; châu Âu áp dụng những tấm thép Krupp trong vòng 5 năm, chỉ có Hoa Kỳ khăng khăng giữ lại thép Harvey cho đến khi bước sang thế kỷ 20. Việc cải thiện chất lượng của các tấm giáp khiến những con tàu mới có được sự bảo vệ tốt hơn từ vỏ giáp mỏng và nhẹ hơn. Vỏ giáp ghép dày 305 mm (12 inch) cung cấp sự bảo vệ tương đương với 190 mm (7,5 inch) vỏ giáp Harvey hoặc 146 mm (5,75 inch) vỏ giáp Krupp.[26]