Pasifik ve Atlantik Okyanuslarını birbirine bağlamak için Panama’da bir geçiş yolu fikri, ilk olarak 16. yüzyılda yaşamış İspanyol kâşif Vasco Núñez de Balboa tarafından ortaya atılır ancak Balboa’nın projesi uzun yıllar boyunca çeşitli zorluklar nedeniyle gerçekleşmez.

19. yüzyılın sonlarına doğru Fransız mühendis Ferdinand de Lesseps’e kanalın inşasında görev alması için teklif götürülür. Projenin başındaki başarılı mühendis, daha öncesinde benzer bir projeyi hayata geçirmesine rağmen Panama Kanalı projesindeki teknik sıkıntılar ve sıtma gibi sağlık sorunları nedeniyle kanal projesini tamamlayamaz ancak Süveyş Kanalı’nı inşa ederek Panama Kanalı projesinin önünü açan isim olur.

1904’te Amerika, Panama’nın bağımsızlığını kazanmasının ardından kanalın yapımını devralarak mühendisler ve kalabalık bir işçi grubu ile sıtma ve sarılık gibi hastalıklarla mücadele edip kanalın inşasını başlatır. İnşaat çalışmaları sırasında yaklaşık 27.000 işçi ölür. Tatlı su kaynaklarında bulunan proje, sivrisineklerin yaydığı hastalık nedeniyle büyük kayıplar verse de 1914’te ilk gemi geçidi gerçekleşir.

Miraflores, Pedro Miguel ve Gatun ismindeki üç farklı kilit sistemi, gemilerin Pasifik Okyanusu’ndan Atlantik Okyanusu’na veya tersi yönde seyahat ederken seviye farklarını dengelemek için kullanılır. Bir geminin geçişinde 200 milyon ton tatlı suyun harcandığı sistemde gemiler farklı seviyelerdeki göllerden oluşan kanaldan geçerken su seviyesini dengeleyerek kanalın yükseklik farklarını eşitler. Bu sayede bir gemi Pasifik Okyanusu’ndan kanala giriş yaptığında önce Miraflores ve Pedro Miguel kilitleri arasındaki bölümleri geçer, ardından Gatun Gölü’ne ulaşır. Gölü de geçen gemi, Gatun kilitlerini kullanarak Atlantik Okyanusu’na doğru rotasına devam eder.

Panama Kanalı’nın ortasında yer alan Gatun Gölü; gemilerin seviye farkını dengelemek ve kanal boyunca su sağlamak için kullanılan yapay bir rezervuar alanıdır. Kanalın işleyişinde kritik bir rol oynar. 2016’da genişletilen ve modernize edilen kanala yeni bir kilit seti eklenerek kapasitesi artırılır; bu sayede daha büyük gemiler kanaldan geçebilmektedir.

Küresel iklim sorunları Panama Kanalı’nın çalışma sistemini etkilediği için çeşitli önlemler alınmasına neden olur. Günde 25 gemi geçen kanalın işleyişi ve güvenliği etkilendiği için bu sayı 18 gemiye indirilir. Mühendisler karşılaştıkları yeni sorunu çözmek için çalışmalarını sürdürmektedir.