Zwischen 1872 und 1909 wurden die Kaiserhäfen I-III angelegt, um für die expandierenden Liniendienste des Norddeutschen Lloyd genügend Hafenkapazität bereit zu stellen. Hierfür waren zur Weser hin tideunabhängige Anlagen notwendig. Der 1875 eröffnete erste Kaiserhafen erhielt 1876 eine seeseitige Schleuse mit 17 Metern Durchfahrtsbreite und Vorhafen, die sich in ihrer Konstruktion als Dockschleuse an ihr Gegenstück in der Einfahrt zum Neuen Hafen (1851) orientierte. Kaiserhafen und Schleuse waren vom damaligen Bremerhavener Hafenbaudirektor Carl Friedrich Hanckes (1829-1891) konzipiert worden. Doch diese Anlage reichte bald nicht mehr aus, so dass die Reederei von 1890 bis 1897 ihre Schnelldampfer im gegenüberliegenden Nordenham abfertigte. Die Antwort des bremischen Staates auf diese Kalamität bestand im Ausbau der Kaiserhäfen vor dem Ersten Weltkrieg. Ab 1892 entstand die neue Kaiserschleuse mit einer nutzbaren Länge von 223,2 Metern, einer Durchfahrtsbreite von 28 und einer nutzbaren Kammerbreite von 45 Metern. Am 23. August 1897 wurde der Lloyddampfer BREMEN als erstes Schiff durchgeschleust. Damit war die alte Kaiserschleuse obsolet geworden. Sie wurde schließlich 1937 zugeschüttet, nur der ehemalige Vorhafen ist heutzutage als Ausbuchtung in der Küstenlinie zwischen „Pingelturm" und dem Auswandererdenkmal erkennbar. Die neue Kaiserschleuse galt bei ihrer Entstehung als das größte Schleusenbauwerk der Welt und ist noch heute im Betrieb. Die ursprünglich mit Dampf betriebene Hydraulik der Schleusentore ist in den 1950er Jahren durch elektrischen Betrieb ersetzt worden. 2005 beschloss der bremische Senat die Erweiterung der Kaiserschleuse auf 305 Meter Länge und 55 Meter Breite, um den heutigen Schiffsgrößen, etwa bei den Autotransportern, zu genügen. Die Vorplanungen sind eingeleitet. Voraussichtlich 2007 sollen die Bauarbeiten begonnen und 2010 abgeschlossen werden. Für dieses momentan größte europäische Schleusenprojekt sind Investitionskosten von etwa 233 Millionen € berechnet. Die neue Kaiserschleuse wurde am 1. Mai 2011 eröffnet.

Im ehemaligen Kraftwerk zwischen Kaiserhafen und Kaiserschleuse war die "Central-Maschinenanlage" zur Erzeugung von Druckwasser und Elektrizität untergebracht. Mit Hilfe der Druckwasser-Anlage wurden u.a. Schiebetore der Kaiserschleuse, zwei bewegliche Brücken und ein 30-To-Kran hydraulisch betrieben, nachdem solche Anlagen zuvor nur für den Handbetrieb eingerichtet waren. Der hier erzeugte elektrische Strom diente der elektrischen Beleuchtung der Hafenanlagen. Die Doppelturmfassade der Akkumulatorentürme und die reiche Durchbildung der Fassaden mit Fachwerk und geschossübergreifenden Fenstergliederungen der Türme verleiht dem Gebäude eine Monumentalität.

Der Druckwasserdrehkran an der Westpier des Kaiserhafens I wurde 1899 von der Berliner Maschinenbaufirma Carl Hoppe, die sich auf Fördertechnik spezialisiert hatte, an die damalige Hafenbauinspektion in Bremerhaven geliefert. Der Kran besaß zunächst eine Tragkraft von 30 Tonnen und eine Ausladung von 16,5 Metern. Der Druckwasserantrieb hatte aber eine entscheidende Schwäche, denn bei Frost konnten die Zuleitungen schnell zufrieren. So wurde der Kran relativ selten benutzt, in den 1950er Jahren aber auf den zeitgemäßen Elektroantrieb umgerüstet und 1976 zum letzten Mal eingesetzt. Danach verrottete er und befand sich Mitte der 1990er Jahre in einem schlechten Zustand. Doch konnte dieses Technikdenkmal von 1996 bis 1998 für den Betrag von 350.000 Mark mit Hilfe einer Beschäftigungs-Gesellschaft der Motorenwerke Bremerhaven (MWB) restauriert werden.