济宁虽地处内陆，但水上交通便捷，物流成本低廉。济宁港依托京杭运河，通过长三角地区高等级航道网与杭州、上海、环太湖城市苏州、无锡、常州相连，进而辐射长江沿线；通过杭湖锡线、杭甬运河可达宁波港直至出海。
1991—2010年，济宁港的功能由传统单一的能源输出向综合性港口功能转变，货种结构逐步变化并不断完善。其中，钢铁、化学原料及制品以及矿建材料的货物吞吐量增长迅猛，煤炭一枝独大的局面得以改善。1999年，济宁港全港货物吞吐量455.18万吨，此后以年均27.3%的速度增长。至2010年，港口货物吞吐量增加到4256万吨。2005年以前，煤炭是济宁港的第一大货种，几乎只有煤炭一种货物进行装卸；到2010年，煤炭吞吐量下降到全港吞吐量的61%，矿建材料上升至全港吞吐量的30%。
散货运输
济宁港承运的固体散货有煤炭、矿建材料，液体散货有化学原料及其制品。2006年前，济宁港口建材货运量很少，此后随着建筑市场繁荣，逐步增多，2010年，完成矿建材料吞吐量1293万吨，主要为内贸进口，由京杭运河沿线，主要是泰安地区和苏北地区运至本港。部分石材为内贸出口，主要由嘉祥通过京杭运河运往长江下游地区。2010年，完成煤炭吞吐量2587万吨，基本为内贸出口，运往江、浙、沪以及长江沿岸其他地区。
京杭大运河支流航道 （2008年摄）
杂货运输
济宁港承运的杂货有粮食、化学原料及其制品、钢材以及集装箱等其他类货物。2006年，济宁港粮食吞吐量为2万吨，2010年，完成粮食吞吐量15万吨，大部分为内贸出口，运至京杭运河及长江沿线地区，少部分如大豆等从长江沿岸港口运至本港。2006年以前，化工原料运输较少，2007年增至4万吨，2010年，完成化学原料及制品吞吐量56万吨，全为内贸出口，运至江苏。2007年，济宁港钢材吞吐量为10万吨左右，2010年，完成钢材吞吐量42万吨，全为内贸出口，运至运河沿线及其他地区。
集装箱等其他类部分为内贸出口，运至江苏沿运河港口城市。部分为内贸进口，如纸浆等从江浙等长三角城市运至本港。
2008年8月19日，济宁至扬州集装箱航线在济宁港郭庄作业区正式开通运行。该航线从济宁港出发，沿运河南下至扬州港，水路距离500公里，单航次往返时间7天左右。通过这条航线，济宁及腹地的大宗货物从水路可直达扬州等南方城市，比散装运输更为安全、环保、便捷，大大降低物流成本。
微山县夏镇码头 （2006年摄）
