צלילה היא הכנסת הגוף כולו אל מתחת לפני המים.
הצוללים הראשונים עסקו בשליית חפצים מספינות טבועות. ידוע על לוחות תשלומים לצוללים כבר בשנת 300 לפנסה"נ. צלילה קדומה זו נעשתה ללא מכשירים (מאחר שלא פותחו עדיין כאלה) ואבנים שהקלו על הצולל לשקוע היו אמצעי העזר היחידים. מאחר שהצולל יכול היה להיעזר רק באוויר שאגר בריאותיו, צלילתו ארכה דקות מעטות בלבד. צלילה זו נקראת גם "צלילה חופשית" ועד היום היא משמשת שולי פנינים ואף מהווה ספורט ימי אתגרי.
התקדמות משמעותית בתחום הצלילה נעשתה במאה ה-19, שבה הומצאו אמצעים חדשים לצלילה: הפעמון והחליפה.
הפעמון היה מורד לעומק הנחוץ - בדרך כלל לעבודות מחקר או בניית יסודות. כמות האוויר בפעמון הייתה תלויה בעומקו - ככל שהעומק היה גדל כך הלחץ האטמוספירי היה גדל. האוויר בתוך הפעמון היה נדחס יותר ויותר, ומים היו ממלאים את החלל שנוצר.
על החזה והגב היו שתי משקולות שסייעו לאמודאי לשקוע. על ראשו הייתה קסדה עגולה סגורה הרמטית אשר הכילה את כל הראש ונסגרה בצוואר. הקסדה הייתה עשוייה מברזל, נחושת או פליז ומזכוכית שאפשרה לאמודאי לראות. מתוך הקסדה יצא צינור אוויר אל פני השטח, בדרך כלל אל ספינה, ודרכו הוזרם אוויר בלחץ שאפשר לאמודאי לנשום. לצינור הייתה גם סגולה "טלפונית". דרכו התאפשר לאמודאי לדבר עם אנשי הספינה ועם הצוללים שלצידו.
במהלך מלחמת העולם השניה פותחו מערכות נשימה סגורות, שמנעו הופעת בועות על פני המים והקשו על איתור צוללים. מערכת זו סללה את הדרך להופעתן של יחידות קומנדו ימי המורכבות מצוללים לוחמים. יחידות עילית אלו מפורסמות לתהילה וקיימות בצבאותיהן של רוב מדינות העולם, לרבות שייטת 13 בצה"ל.
צלילה חופשית מבוצעת ללא עזרי נשימה (כלומר אחסון האוויר הוא בריאות בלבד) וציוד הצולל הוא:סנפירים, מסיכה ולעיתים משקולות ושנורקל. הצולל שואף אוויר מלוא ריאותיו ויורד לעומק הרב ביותר שאליו הוא יכול להגיע ואז עולה.
ספורט זה בטוח יותר ממה שנראה להדיוט. הסיכוי שיגמר האוויר לצולל הוא נמוך ביותר -בעוד הצולל יורד לעומק נפח האוויר בריאותיו קטן כתוצאה מלחץ אטמוספירי שגדל. בהגיעו לעומק מסוים מרגיש הגוף צורך באוויר, והצולל חש דחף בלתי ניתן לכיבוש לאוויר. עלייתו לפני השטח הלחץ האטמוספירי קטן ונפח האוויר בריאותיו גדל ושוב יש לו מספיק אוויר. אין בספורט זה סכנת דקומפרסיה. הסכנה הגדולה ביותר בספורט זה היא התרחשותו של עילפון מים רדודים.
הישג השיא בצלילה חופשית עומד כיום על הגעה לעומק העולה על 171 מטר וזמן החזקת נשימה של 10:08 דקות.
דרגות הצלילה מחולקות למספר רמות עיקריות:
אלה הן רק רמות כלליות. לכל ארגון יש את דרגותיו. בישראל, בניגוד למצב כמעט כל שאר העולם, הצלילה מוסדרת בחוק הצלילה. חוק זה דורש ציוד מינימלי לכל צולל ולכל זוג צוללים, מחייב צלילה רק עם רשיון צלילה וביטוח, ואוסר צלילת סולו (ללא בן זוג). כמוכן, החוק מסדיר את העומקים המותרים לצולל (20 מטר לצולל דרג א, 30 לצולל דרג ב ו42 לצולל דרג ג או ד). על חוק הצלילה אחראית הרשות לצלילה ספורטיבית. קורסים מיוחדים:
על הצולל להיות מסוגל להשיג את שלושתם במהלך הצלילה (כדי לשקוע, לשמור על עומק ולעלות לאחר מכן).