In de negentiende eeuw drukt de Industriële revolutie haar stempel op het Noord-Hollandse landschap. Handel en industrie eisen nieuwe ruimte op, vooral in de tweede helft van de eeuw. Dan neemt ook de bevolking sterk toe en groeien de steden buiten hun zeventiende-eeuwse grenzen. Oude stadswallen worden gesloopt en nieuwe wijken verrijzen in de aangrenzende weilanden. Het ontmantelen van de oude verdedigingswerken kan pas plaatsvinden als er een nieuw antwoord is gegeven op een mogelijke oorlog. De Nieuwe Hollandse Waterlinie komt in de plaats van zijn zeventiende-eeuwse voorganger, en rond Amsterdam wordt een militaire stelling gebouwd van 135 kilometer lengte, voorzien van 45 moderne forten.
Amsterdam krijgt een nieuwe verbinding met de Noordzee, eerst via het Noord-Hollandsch kanaal in 1824, later met het Noordzeekanaal in 1876. Het winnen van nieuw land ten koste van zee en meer gaat door, met als hoogtepunt de drooglegging van de Haarlemmermeer in 1852. Stoomkracht neemt het daarbij over van windkracht. De stoomgemalen De Leeghwater, De Lynden en De Cruquius pompen een van de laatste polders van Noord-Holland droog: de Haarlemmermeer. Deze valt in 1852 droog. Stoomkracht zorgt ook voor een nieuw verkeersmiddel: de trein, die in 1839 voor het eerst tussen Amsterdam en Haarlem rijdt.