Vào những năm 1880, các nhà kiến trúc hàng hải bắt đầu sử dụng thép như là vật liệu dành cho chế tạo và vũ khí. Một tàu tuần dương thép sẽ nhẹ hơn và nhanh hơn một chiếc được chế tạo từ sắt hay gỗ. Học thuyết hải quân theo trường phái Jeune École của Pháp đề nghị rằng một hạm đội các tàu tuần dương không bảo vệ bằng thép là lý tưởng cho vai trò cướp phá tàu buôn, trong khi các xuồng phóng lôi có khả năng phá hủy hạm đội thiết giáp hạm của đối phương.

Vật liệu thép còn cung cấp cho các tàu tuần dương một phương cách có được sự bảo vệ cần thiết để sống sót trong một cuộc chiến đấu. Với cùng một trọng lượng, vỏ giáp bằng thép sẽ chắc chắn hơn so với sắt. Bằng cách đặt một lớp vỏ giáp thép tương đối mỏng bên trên các bộ phận sống còn của con tàu, và bằng cách sắp xếp các hầm chứa than nơi chúng có thể ngăn cản đạn pháo, có thể đạt được một mức độ bảo vệ hữu ích mà không làm chậm hơn đáng kể con tàu.

Chiếc tàu tuần dương bảo vệ đầu tiên mang tính đột phá là chiếc Esmeralda của Chile. Được chế tạo tại xưởng đóng tàu của hãng Armstrong tại Elswick, Anh Quốc, nó đã có ảnh hưởng đến một nhóm các tàu tuần dương bảo vệ được chế tạo tại cùng một xưởng đóng tàu và được mang tên là những "tàu tuần dương Elswick". Sàn tàu trước và sàn tàu gỗ chính được tháo dỡ, thay thế bằng một sàn tàu bọc thép. Vũ khí trang bị cho Esmeralda bao gồm các khẩu pháo 254 mm (10 inch) phía trước và phía sau, cùng những khẩu 152 mm (6 inch) ở các vị trí giữa tàu. Nó có khả năng đạt đến tốc độ 33 km/h (18 knot), và được vận hành chỉ bằng hơi nước; nó cũng có một trọng lượng rẽ nước ít hơn 3.000 tấn. Trong vòng hai thập niên tiếp theo, kiểu tàu tuần dương này trở thành nguồn cảm hứng cho việc kết hợp vũ khí hạng nặng, tốc độ cao và một trọng lượng nhẹ.

Tàu tuần dương phóng lôi

Tàu tuần dương phóng lôi (trong Hải quân Hoàng gia Anh gọi là pháo hạm phóng lôi) là một tàu tuần dương không bọc thép nhỏ hơn, xuất hiện trong những năm 1880-1890. Những con tàu này có thể đạt được tốc độ cho đến 37 km/h (20 knot) và được trang bị pháo từ cỡ trung đến cỡ nhỏ và ngư lôi. Những chiếc này được giao những nhiệm vụ bảo vệ và trinh sát, truyền đạt thông báo và mọi nhiệm vụ khác của hạm đội thường dành cho những con tàu nhỏ khác. Những chiếc này có thể hoạt động như soái hạm của các hải đội xuồng phóng lôi. Sau 1900, những chiếc này thường được thay thế bởi những tàu nhanh hơn có phẩm chất đi biển tốt hơn.

Tàu tuần dương bọc thép tiền-dreadnought

Vật liệu thép cũng có ảnh hưởng trên việc chế tạo và vai trò của những tàu tuần dương bọc thép. Thép đã khiến cho thiết kế mới của thiết giáp hạm, sau này được gọi là thiết giáp hạm tiền-dreadnought, có khả năng kết hợp hỏa lực và vỏ giáp với tầm xa hoạt động và tốc độ tốt hơn trước đây. Tàu tuần dương bọc thép của những năm 1890 hầu như tương tự với những thiết giáp hạm cùng thời kỳ; có xu hướng mang vũ khí nhỏ hơn đôi chút (234 mm/9,2 inch thay vì 305 mm/12 inch), và có vỏ giáp mỏng hơn để đổi lấy một tốc độ nhanh hơn, có thể đạt 39 km/h (21 knot) thay vì 33 km/h (18 knot). Với những điểm tương đồng như vậy, ranh giới giữa thiết giáp hạm và tàu tuần dương bọc thép trở nên mờ nhạt.