Från och med år 2028 kommer fartyg som släpper ut för mycket växthusgaser behöva betala böter.
Målet med åtgärden är att styra fartyg mot att byta till renare bränslen.
Beslutet fattades i London på fredagen av medlemsländerna i Internationella sjöfartsorganisationen (IMO) som hör till FN.
Enligt IMO står sjöfarten för ungefär tre procent av de globala utsläppen av växthusgaser.
Oljeländer röstade emot förslaget
Sjöfarten är den första industrin i världen som inför en åtgärd av det här slaget, vilket gör beslutet historiskt.
Beslutet om den globala klimatåtgärden avgjordes genom röstning efter krav av Saudiarabien, som motsatte sig förslaget.
Sammanlagt röstade 16 länder emot förslaget, däribland stora oljeländer som Ryssland, Saudiarabien och Förenade Arabemiraten.
Många önationer i Stilla havet och Oceanien valde att inte alls rösta. De ansåg att åtgärden var för lindrig, eftersom de hör till de nationer som påverkas mest av klimatkrisen.
I stället hade de hoppats på en allmän klodioxidskatt eller avgift.
Totalt röstade 63 länder för åtgärderna. Bland dem fanns EU-länderna, Brasilien, Kina, Indien och Japan.
USA deltog inte i röstningen.
Bötessummorna ska främja klimatarbetet
Enligt BBC kommer de nya böterna för att ha för stora koldioxidutsläpp ligga strax under 400 amerikanska dollar per ton koldioxid.
Alla medlemsländer i IMO är bundna till överenskommelsen, men det återstår ännu att se hur vilken effekt bötessummorna kommer att ha.
Bötespengarna ska enligt IMO användas för att belöna teknologier och länder som strävar mot koldioxidneutralitet.
Klimatåtgärden ska ännu officiellt godkännas i oktober.
Källor: AFP, BBC