Không lâu sau khi chuyển sang thế kỷ 20, một câu hỏi khó được đặt ra về thiết kế của những tàu tuần dương trong tương lai. Tàu tuần dương bọc thép hiện đại, hầu như mạnh mẽ ngang với thiết giáp hạm, cũng đủ nhanh để vượt trội hơn những tàu tuần dương bảo vệ cũ hơn. Trong Hải quân Hoàng gia Anh, Đô đốc Jackie Fisher đã cắt giảm mạnh các tàu chiến cũ hơn, bao gồm nhiều tàu tuần dương đủ loại, gọi chúng là "kho đồ cũ của những tên keo kiệt chỉ gồm những thứ bỏ đi vô dụng" mà mọi tàu tuần dương hiện đại đều có thể quét sạch khỏi mặt biển.

Tàu chiến-tuần dương

Sự gia tăng về kích cỡ và sức mạnh của tàu tuần dương bọc thép đã đưa đến sự hình thành tàu chiến-tuần dương, với một dàn vũ khí và kích cỡ tương đương với loại thiết giáp hạm dreadnought mới mang tính cách mạng, là sản phẩm tinh thần của Đô đốc Anh Jackie Fisher. Ông tin rằng để duy trì sự thống trị của hải quân Anh tại các thuộc địa sở hữu ở nước ngoài, một hạm đội bao gồm những tàu chiến lớn, nhanh, vũ trang mạnh sẽ có khả năng tiêu diệt tàu tuần dương và tàu tuần dương bọc thép đối phương với hỏa lực vượt trội. Những con tàu như vậy được biết đến dưới tên gọi tàu chiến-tuần dương, khi chiếc đầu tiên được đưa ra phục vụ cùng Hải quân Hoàng gia Anh vào năm 1907. Đức, và sau đó là Nhật Bản, nối gót trong việc chế tạo kiểu tàu này, thay thế cho những tàu tuần dương bọc thép trong hầu hết những vai trò ở tuyến đầu.

Tàu tuần dương hạng nhẹ

Cùng vào thời gian mà tàu chiến-tuần dương được phát triển, sự khác biệt giữa tàu tuần dương bọc thép và không bọc thép cuối cùng cũng biến mất. Với sự ra đời của lớp tàu tuần dương Town (1910), một tàu chiến nhỏ và nhanh đã có khả năng mang cả đai giáp lẫn sàn tàu bọc thép, đặc biệt là khi áp dụng động cơ turbine hơi nước. Những chiếc "tàu tuần dương bọc thép nhẹ" này bắt đầu chiếm lĩnh vai trò của những tàu tuần dương truyền thống, khi mà các hải đội tàu chiến-tuần dương rõ ràng bị buộc phải hoạt động cùng với hạm đội chiến trận.

Soái hạm của Hải đội khu trục

Một số tàu tuần dương hạng nhẹ được chế tạo đặc biệt để hoạt động chỉ huy các hải đội tàu khu trục.

Tàu tuần dương phụ trợ

Tàu tuần dương phụ trợ là một tàu buôn được vội vã trang bị pháo cỡ nhỏ vào lúc Chiến tranh nổ ra. Chúng được sử dụng nhằm lấp đầy những khoảng trống trên các tuyến đường thương mại kéo dài hoặc nhằm hộ tống cho các tàu chở hàng khác, mặc dù chúng thường tỏ ra vô dụng trong vai trò này do tốc độ chậm, hỏa lực yếu kém và không có vỏ giáp. Trong cả hai cuộc thế chiến, Đức cũng sử dụng những tàu buôn nhỏ trang bị cỡ pháo của tàu tuần dương để gây bất ngờ cho các tàu buôn Đồng Minh. Một số tàu biển chở khách lớn cũng được vũ trang theo cùng cách như vậy; tại Anh Quốc chúng được gọi là những tàu buôn tuần dương vũ trang. Đức và Pháp đã sử dụng chúng trong Thế Chiến I như những tàu cướp tàu buôn do tốc độ cao lên đến khoảng 56 km/h (30 knot), và chúng lại được sử dụng cùng vai trò này trong Thế Chiến II bởi Đức và Nhật. Trong cả Thế Chiến I lẫn giai đoạn mở đầu của Thế Chiến II, người Anh đã sử dụng chúng để hộ tống các đoàn tàu vận tải.